掺杂镓酸镧基固体电解质的研究进展

综述近几年掺杂镓酸镧基固体电解质的研究进展,分析了掺杂LaGaO3结构及导电机制,讨论了碱土、过渡金属及杂相对掺杂镓酸镧固体电解质的导电性的影响,描述了掺杂镓酸镧固体电解质的应用前景,指出了尚存在的问题及解决问题的途径。

湿化学法制备锶镁掺杂镓酸镧基固体电解质材料的研究进展

本文综述了国内外学者采用湿化学法制备锶镁掺杂的镓酸镧基固体电解质(LSGM)的研究现状。阐述了每种制备方法的制备过程和主要特点,并同传统固相反应法进行了比较。最后对LSGM材料进一步研究的方向进行了展望。

锶镁搀杂的镓酸镧基固体电解质粉末制备方法的研究

制备锶镁掺杂的镓酸镧基固体电解质的湿化学法主要包括柠檬酸-硝酸盐合成法、溶胶-凝胶法、丙烯酰胺凝胶法及甘氨酸-硝酸盐燃烧法等;文章简要阐述了湿化学法制备锶镁掺杂的镓酸镧基固体电解质粉末的工艺流程、制备粉体性能及优缺点;并用X射线衍射对溶胶-凝胶法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的粉体相组成进行了研究,结果表明甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的粉体,具有较高的纯度。

镓酸镧基固体电解质离子导电性与价电子结构的关系

文章应用固体与分子经验电子理论计算了镓酸镧基固体电解质材料的价电子结构,计算结果表明,1/(nAnB)随x及y增加而增加。实验结果表明,当x、y小于20%时,电导率σ随x、y增加而增加,并随1/(nAnB)增加而电导率σ增加,通过价电子结构的计算,可预测不同成分的LSGM的电导率。

用柠檬酸-硝酸盐合成La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.85)Mg_(0.15)O_(3-δ)及其性能

用柠檬酸-硝酸盐水系溶液为前驱体合成了具有钙钛矿结构的中温电解质La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.85)Mg_(0.15)O_(3-s-δ)(LSGM)。用DTA-TGA和X射线衍射仪分析了LSGM材料中钙钛矿相的形成过程,用热膨胀仪和交流复阻抗谱研究了样品的烧结、热膨胀和电学性能。研究结果表明:用柠檬酸-硝酸盐溶液制备LSGM所得到的非晶产物在800℃时开始形成钙钛矿相,1400℃烧结6 h已经完全转变成稳定钙钛矿相,LSGM样品在1450℃烧结6 h,相对密度已经达到98％。1450℃烧结6 h的LSGM样品阻抗谱研究表明:与固相法制备的LSGM相比,用柠檬酸-硝酸盐溶液合成的LSGM晶界电阻和杂相电阻都很小,不影响样品的电导。表明用湿化学法合成LSGM有利于提高纯度,改善导电性能。850℃时样品的电导率为6.0×10^(-2)S/cm,900℃时单电池的最大输出功率密度为12.2 mW/cm^2,短路电流密度达刭55.2 mA/cm^2。

Sr,Mg掺杂的LaGaO_3的离子导电性与价电子结构判据

应用固体与分子经验电子理论(EET理论)计算了Sr,Mg掺杂的镓酸镧固体电解质材料的价电子结构,探讨了价电子结构与离子电导率间的关系。提出了离子导电性的价电子结构判据关系式,得到了与实验规律一致的结果。

湿化学法合成钙钛矿结构中温电解质La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.85)Mg_(0.15)O_(3-δ)及其性能研究

以尿素 硝酸盐为前驱体合成了具有钙钛矿结构的中温电解质La0.8Sr0.2Ga0.85Mg0.15O3-δ(LSGM)。用DTA TG和XRD分析了样品中钙钛矿相的形成过程。用热膨胀仪确定了LSGM的烧结温度及热膨胀系数。用交流阻抗谱研究了所获得LSGM样品的电学性能。研究结果表明:用尿素 硝酸盐合成LSGM的成相温度为1300,1500℃烧结6h可获得单相的LSGM样品。用尿素 硝酸盐合成LSGM样品的烧成温度为1485℃,明显低于固相法合成LSGM的烧成温度。1500℃烧结6h的LSGM样品在850℃时的电导率为5×10-2S·cm-1,高于同温下钇稳定化氧化锆(YSZ)样品的电导率,表明LSGM更适合做中温SOFC的电解质材料。在30～1000℃的温度范围内,LSGM的膨胀系数为12.8×10-6℃-1。

LSGM固体电解质研究进展

综述了有关Sr、Mg掺杂镓酸镧(LSGM)固体电解质的研究进展,分析了LSGM的合成、结构及导电性,描述了LSGM基础上掺杂其他金属离子的研究结果,指出了存在的问题及今后研究的发展方向。

聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)中温固体电解质及其性能

采用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制备了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0．2O3-δ（LSGM）粉体材料．TG—DSC分析表明，凝胶在250℃附近发生强烈的氧化反应．XRD测试表明，凝胶在1400℃烧结6h，可以完全转变为稳定的钙钛矿相，经1000℃烧结所得粉体的颗粒尺寸平均为200～300nm．1450℃时烧结体的相对密度达到98％，平均粒径为3～10μm．该样品在800℃时的电导率为7．5×10^-2S／cm，活化能为37．4kJ／mol．研究结果表明用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成LSGM粉体有利于提高纯度，改善导电性能．

新型对称固体氧化物燃料电池电极材料La0.6Sr0.4Fe0.9Sc0.1O3-&的研究

对称固体氧化物燃料电池的主要难点在于选择合适的电极材料使其可以在阴极的氧化气氛和阳极的还原气氛中均保持稳定,对氧气还原和氢气氧化反应同时具有良好的催化活性。该文采用Sc掺杂的铁酸锶镧La0.6Sr0.4Fe0.9Sc0.1O3-δ做对称电极活性材料,实验结果表明其在氧气和氢气中具有良好的结构稳定性和理想的电导率。采用浸渍法在多孔La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ?衬底中沉积La0.6Sr0.4Fe0.9Sc0.1O3-δ纳米颗粒以制备复合电极,其对阴极和阳极电化学反应表现出较高的催化活性,在800℃时,电池空气中极化阻抗为0.015Ωcm2,通过优化后其在97%H2~3%H_2O中的极化阻抗为0.29Ωcm^2,最大输出功率为536 mW/cm^2。

制备条件对NiO/SDC阳极基体上LSGMC膜性能的影响

以未完全晶化的La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.115Co0.085O3-!(LSGMC)为原料,用胶体沉积法在NiO/SDC阳极基体上制备出LSGMC膜。用X射线衍射方法(XRD)、直流四端法和扫描电子显微镜(SEM)研究制备条件对LSGMC膜相成分、电学性能和表面形貌的影响。研究结果表明,阳极基体煅烧温度对LSGMC膜的电学性能具有强烈的影响。LSGMC膜经1400℃烧结10h具有较高的电学性能和致密性。1400℃烧结10h的LSGMC膜800℃时的电导率达到0.97S/cm。研究还表明,由于LSGMC膜在制备过程中,阳极基体中的Ni扩散到LSGMC膜中,引入了电子电导,因此导致NiO/SDC阳极基体上LSGMC膜的电导率明显增大。

溶胶-凝胶法合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.87)及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.87(LSGM)粉体材料,DTA-TG曲线表明,凝胶在300℃附近有较强烈的氧化反应,且LSGM的成相开始温度为800℃.经1 200℃烧结所得粉体的颗粒尺寸平均为200～700 nm.样品的烧成收缩率曲线表明,所制样品的烧结温度为1 200℃,所制备的电解质片1 300℃比1 200℃具有更好的烧结致密性.

不同制备方法合成的La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)材料晶体结构研究(英文)

分别用低温固相反应、高温固相反应和激光快速凝固技术(LRS)合成了固体氧化物燃料电池电解质材料La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM),用Raman谱和X射线衍射研究了三组样品的晶体结构。三组样品Raman谱的明显差异表明它们分别属于三种不同的晶体结构。实验Raman谱与计算的三种可能晶体结构(立方、单斜和正交)Γ点声子模的比较表明:通过激光快速凝固法和低温、高温固相反应法制备的三组样品分别属于正交、立方和单斜结构。通过对这三组样品的XRD谱的结构精修,进一步证实了Ra-man光谱分析的结果。