BaZrO_3/NaOH复相质子导体的制备与性能

Y掺杂的BaZrO_3高温质子导体具有良好的化学稳定性,但较低的电导率影响了其在燃料电池领域的应用。本研究以NaOH为复相添加剂,ZnO为烧结助剂,中温烧结制备了BaZrO_3/NaOH复相质子导体,采用直流四电极法测试了其在湿氢气中的电导率,扫描电镜观察了材料的显微结构,详细研究了ZnO和NaOH对材料微观结构和导电性能的影响。结果表明添加3 mol%ZnO可以在1350℃成功制备出BaZrO_3/NaOH复相质子导体,相对于单相的Y掺杂BaZrO_3陶瓷,BaZrO_3/NaOH复相质子导体显示出更高的质子导电性能。

NaCl对BaZr_(0.63)Ce_(0.27)Y_(0.10)O_(2.95)/ZnO质子导体的烧结性与电化学性能的影响

采用机械混合和高温固相反应法，在2％（摩尔分数）ZnO掺杂BaZr063Ce0.27Y0.10O2.95的质子导体（BZCY-Z2）中添加0～15％（摩尔分数）NaCl，在1400℃保温4h，制备BaZr0．63Ceo-27Y0100295／ZnO／NaCl（BZCY-Z2．Cl）复相质子导体。结果显示，加入NaCl作为复相烧结助剂后，由于出现液相，降低了试样的烧结温度与保温时间，从而改善了试样的烧结性能；NaCl均匀分布于晶界，改善了晶界特性，提高了晶界质子导电性，质子导体于700℃时在湿氢气氛中总电导率达7．48×100S／cm电解质支撑型单元电池测试结果表明，单电池在550、600、650和700℃下离子传导系数分别达到0．97、0．97、0．95和0．93，表明该电解层材料为良好的质子导体；700℃时功率密度为17mW／cm2，由于电解层厚度较厚（0．9nm），导致输出功率相对较低。上述结果表明所制备的质子导体材料具有良好的电化学性能。