無機鹽li2co3復合bace0.7zr0.1y0.2o3δ質子導體制備與改性研究

1、無機鹽Li2CO3復合BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3δ質子導體制備與改性研究PreparationPropertiesofInganicSaltLi2CO3BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3δCompositeProtonConducts學科專業(yè)：材料學研究生：王超指導教師：郭瑞松教授天津大學材料科學與工程學院二零一三年十一月摘要本論文以低溫質子導體固體氧化物燃料電池為背景，系統(tǒng)研究了無機鹽燒結助劑Li2CO3對BaCe0.7Z

2、r0.1Y0.2O3δ質子導體電解質材料燒結性、導電性以及穩(wěn)定性能的影響。首先采用硝酸鹽檸檬酸凝膠自燃燒法制備了BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3δ電解質粉體，XRD結果表明，為了獲得單一鈣鈦礦結構的氧化物粉體，BCZY粉體的煅燒溫度必須保持在1000℃或以上。同時，采用此燃燒工藝制備出的BCZY電解質粉體，具有較大的比表面積和較高的燒結活性。其次在BCZY電解質粉體中分別添加2wt%、2.5wt%、5wt%和7wt%含量的Li2CO

3、3，在1250℃燒結5h后獲得BCZYL系列質子導體試樣。研究結果表明，在試樣燒結過程中添加的Li2CO3會形成液相燒結，從而降低BCZY的燒結溫度，促進材料的燒結致密化。但是隨著Li2CO3的添加量的繼續(xù)增大，過多的液相會造成試樣中氣孔的增多，降低材料的燒結致密化。BCZYL2.5試樣的相對密度為95.2%，高于BCZY試樣（74.9%）。在一定溫度下，材料的電導率隨著Li2CO3添加量的增加而增大；當Li2CO3的添加量為2.5wt

4、%時電導率出現(xiàn)最大值；繼續(xù)增加Li2CO3的添加量，材料的電導率不再繼續(xù)升高反而有所降低。700℃時，BCZYL2.5試樣的電導率為1.6102Scm1。同時，沸水處理10h后BCZYL2.5試樣的結構和性能基本保持穩(wěn)定。最后以BCZYL2.5為電解質制備陽極支撐單電池，測得其在700℃時的開路電壓為1.01V，功率密度達到了427mWcm2，質子遷移數(shù)為0.90，證明BCZYL2.5是一種很好的質子導體材料。關鍵詞：質子導體；Li2C