固体电解质BaCe_(1-x)RE_xO_(3-δ)的电导率及燃料电池性能

利用溶胶 -凝胶法合成了 Ba Ce1 - x REx O3-δ( RE:稀土 )系列固体电解质 ,结果证明纯 Ba Ce O3 导电性较差 ,RE3+ 的引入 ,取代了晶格中的 Ce4+ ,增加了氧空位 ,大大提高了体系的导电性。文章还研究了掺杂的 Ba Ce O3体系的导电机理 ,讨论了不同稀土离子掺杂对电导率的影响 ,以 Ba Ce1 - x REx O3-δ为固体电解质组装了 H2 /O2 燃料电池 ,电池的开路电压接近 1V,短路电流密度超过 10 0 m A/cm2 ,以 Ba Ce0 .8Gd0 .2 O2 .9为 SOFC电解质 ,80 0℃时最大输出功率密度达 30 m W/cm2 。

固体电解质Li_(4+x)B_xSi_(1-x)O_4-yLi_2O的合成及导电性

用溶胶-凝胶法制备了Li4+xBxSi1-xO4-yLi2O(x=0.1～0.6;y=0.0～0.5)离子导体材料,并用DTA—TG,XRD及交流阻抗等技术对样品进行了测试,结果发现用溶胶-凝胶法可降低Li4+xBxSi1-xO4的合成温度;随Li2O的掺入可增强基质材料的致密性并可提高其离子的导电性能.

热压烧结制备Li_(3/8)Sr_(7/16)Ta_(3/4)Hf_(1/4)O_3钙钛矿型固体电解质

采用热压烧结制备了Li_(3/8)Sr_(7/16)Ta_(3/4)Hf_(1/4)O_3钙钛矿型固体电解质,研究不同烧结方式对样品性能的影响.通过X射线衍射仪表征材料的晶体结构,扫描电子显微镜观察组织形貌,交流阻抗仪测试电化学性能.结果表明:样品为立方KTaO_3相,热压烧结成功合成了钙钛矿结构固体电解质,相对于常压烧结,热压烧结制备的样品孔隙更少,晶粒之间结合更加紧密,致密度高达94.0%,离子电导率为4.33×10^(-4)S/cm(T=298 K).

固体氧化物燃料电池电解质10Sc1CeSZ的固液复合合成方法研究

结合当前国内外关于固体氧化物燃料电池电解质10Sc1CeSZ合成技术的研究现状,提出了一种新颖的合成方法,即固液复合法(SLM),这种方法具有低成本和环境友好的特点,表现出良好的应用潜力。主要考察了氧化锆比表面积对粉体晶体结构的影响,并探讨了该方法的主要合成机理。结果表明,氧化锆比表面积大于60m2/g时可以获得纯的立方相粉体。与传统的共沉淀合成法相比,SLM法合成的粉体具有更好的微结构和烧结性能、电解质性能。烧结后的电解质片的电导率在10Sc1CeSZ电解质中处于较高水平,在800℃时达到了0.14S/cm。

Ce_(1-x)Ho_xO_(2-δ)(x=0.05～0.3)固体电解质的性能研究

利用溶胶-凝胶法合成固体电解质Ce1-xHoxO2-δ(x=0.05～0.30),采用X-射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)对样品的结构进行表征,利用交流阻抗谱测试掺杂稀土Ho对其电性能的影响.XRD结果表明:800℃焙烧的所有样品均为单相立方萤石结构,Raman光谱表明:Ce0.85Ho0.15O2-δ具有氧缺位的萤石结构,AFM照片显示Ce0.85Ho0.15O2-δ致密度较好,阻抗谱结果表明:掺入Ho3+提高了Ce1-xHoxO2-δ的电导率,Ce0.85Ho0.15O2-δ的电导率最高,活化能最小,600℃时的电导率为0.016 S·cm-1,活化能为0.92 eV,比未掺杂的CeO2的电导率提高了4个数量级.

Gd2O3掺杂量对Ce1-xGdxO2-δ电解质导电性能的影响

在500~700℃时,Gd2O3掺杂CeO2具有较高的离子电导率,从而被广泛应用于中温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)中.但在SOFC运行时,在电池的阳极侧Ce4+会被还原成Ce^3+,产生电子泄露现象,从而造成SOFC电池性能的衰减.采用溶胶-凝胶法成功制备Ce1-xGdxO2-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,摩尔分数)固体电解质,研究不同Gd3+掺杂量对GDC电解质总电导率和电子电导率的影响,同时对总电导率、电子电导率与温度、氧分压之间的关系进行分析.结果表明:测试温度为750℃、Gd^3+掺杂量为0.20时,GDC电解质的总电导率最大,达到8.59×10^-2 S·cm^-1;电子电导率随着Gd^3+掺杂量的增大而降低,当Gd3+掺杂量为0.10、测试温度为750℃时,GDC电解质的电子电导率最大,为6.47×10^-4 S·cm^-1.Gd2O3掺杂量为0.20的GDC电解质具有最高的总电导率和较小的电子电导率,从而突显出最高的离子电导率.

陶瓷-聚合物复合固态电解质膜的制备与性能研究

NASICON型快离子导体Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)(LATP)具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口及良好的水和空气稳定性,但其界面接触性能差。石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)锂离子电导率高、电化学窗口较宽且热稳定性好,但其立方相结构不稳定,影响其实际应用。采用溶液浇筑法,制备纯PVDF-LiTFSI电解质膜和以PVDF为基、3种不同质量比的Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)和Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)的固态电解质膜,并探讨纯PVDF-LiTFSI电解质膜和3种不同质量比的活性无机电解质填料对复合固态电解质离子电导率的影响。结果表明,Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)和Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)质量比为1∶1时,电解质膜的XRD图谱的衍射峰比纯PVDF-LiTFSI下降更为明显,电化学窗口为3.9 V左右,表现出更好的稳定性。在不同温度下分别测量其离子电导率发现,Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)和Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)质量比为1∶1时的电解质膜均高于纯PVDF-LiTFSI电解质膜和Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)和Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)质量比为2∶1和3∶1时的电解质膜。将其装配成电池后发现,0.1C下电池首次充放电比容量分别为90 m A·h/g和87 m A·h/g。以0.5C的电流循环25圈,放电比容量从57 mA·h/g衰减至51mA·h/g,容量保持率为99.7%。所以,以PVDF为基、Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)和Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)质量比为1∶1的固态电解质膜有优良的倍率性能和循环稳定性能。

溶胶凝胶-自蔓延燃烧法制备La_(1-x)Sr_xMnO_3纳米粉体

以乙二醇为溶剂,柠檬酸为络合剂,用溶胶凝胶-自蔓延燃烧法合成La1-xSrxMnO3纳米粉体。探讨了制备过程中的最佳成胶温度,pH值,烧结温度;利用X衍射分析了掺锶量对晶体结构的影响;用数字电桥测定了不同掺锶量的样品的电导率;运用热重和红外光谱对粉体的形成过程进行了分析。实验结果表明,最佳制备条件是:成胶温度65℃,溶液初始pH值1.5,烧结温度800℃;粉体的电导率随掺锶量增加而增大,以x=0.3最大;自燃烧后La1-xSrxMnO3钙钛矿结构已初步形成且掺杂后钙钛矿结构没有改变,但晶胞参数发生了一定的变化。

Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3包覆LiNi_(l/3)Co_(1/3)Mn_(l/3)O_2材料的研究

以Li0.5La0.5TiO3为包覆物,制备了固体电解质包覆的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料。采用XRD、SEM对材料进行了表征:XRD显示未包覆的材料具有α-NaFeO2层状结构,粒径在200～300nm之间,包覆后材料粒径略有增大,包覆层具有ABO3型固体电解质结构。包覆层的致密程度及材料的循环稳定性与热处理温度有关。包覆后400℃热处理得到的材料首次放电比容量为185mAh/g,较未包覆材料容量有所提高,50次循环后其容量仍能达到156.5mAh/g,表明包覆物Li0.5La0.5TiO3对LiNil/3Co1/3Mnl/3O2具有保护作用。

KNb_(1-x)Ti_xO_(3-δ)固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1 -xTixO3-δ(x =0～ 0 .4)系列固溶体 ,并使用X射线衍射、TG DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征。XRD结果表明 ,随掺杂量的增加 ,晶胞体积减小 ;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变 ,x <0 .1 5的样品为正交钙钛矿结构 ,而x≥ 0 .1 5的样品几乎为纯四方相结构。Raman谱和DTA结果显示 ,Ti掺杂使四方相区宽化 ,并且随掺杂量的增加 ,相变温度逐渐下降。阻抗谱测量表明 ,所有样品均以离子导电为主 ,其中KNb0 .85Ti0 .1 5O2 .92 5的氧离子导电率最高 ,在 80 0℃时达到 5 .6× 1 0 - 3S·cm- 1 ,在测量温度范围内 ,电导率可以拟合成两条直线 。

Ce_(1-x)Er_xO_(2-δ)的溶胶-凝胶法合成及其性质

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xErxO2-δ（x=0．00～0．30）系列固体电解质，系统地研究了其晶体结构和导电性。X-射线衍射（XRD）结果表明：所有Ce1-xErxO2-δ粉体经800℃焙烧2h后，均结晶为立方萤石结构，其平均晶粒尺寸为32-43m，晶胞参数与掺杂量的非线性关系与掺杂离子半径、氧空位及缺位缔合有关．阻抗谱表明：适当掺杂Er离子可提高CeO2基材料的电导率，并在x=0．10时电导率达到最大值，活化能最／b（σ7000℃=2．56×10^-2S·cm-1，Ea=0．92eV）。

La_xSr_(1-x)MnO_3扩散幛限流型氧传感器研究

影响限流型氧传感器灵敏度的关键在于扩散障的性能优劣。采用混合导体材料为La_xSr_(1-x)MnO_3的混合导体扩散障,通过测试其在不同温度、不同氧浓度下的电流-电压曲线,衡量其对氧浓度的灵敏情况,从而作为评价其氧传感器性能的指标。

用多核固体核磁共振研究CsH_2PO_4和CsH_5(PO_4)_2的制备(英文)

探讨可能用作燃料电池固体酸电解质的化合物CsH2PO4(CDP)和CsH5(PO4)2(CPDP)的制备.CDP和CPDP混合物由摩尔比1:4的Cs2CO3:H3PO4水溶液结晶而成,而CDP和Cs2HPO4.1 .5 H2O( H-DCHP)混合物依其摩尔比1:2的水溶液制备.甲醇清洗能最有效地将CDP从其混合物中分离出来.CDP、CPDP以及H-DCHP的33Cs和31P魔角旋转谱以及CPDP和H-DCHP的1H魔角旋转谱均为首次报道,对各化合物的谱峰做了指认.说明,透过确认合成的电解质以及合成过程所产生的副产物,多核固体核磁共振对于控制固体酸电解质合成的品质是一个非常有用的工具.

储罐内壁气相阴极保护电化学参数的确定

在储罐内壁的气相环境中，以CP-F1为固体电解质涂层，石墨导电涂料为阳极涂层，石墨为参比电极，通过实验测定了金属材料的自腐蚀电位、保护电位和最小保护电流密度等电化学参数，实验结果表明：储罐内壁气相阴极保护电化学参数中，最小保护电位为-300．0mV；最大保护电位为-600．0mV；储罐有良好涂层时，最小保护电流密度为0．200～20．000mA／m^2。

用LSCo作扩散障碍层的极限电流型氧传感器

采用简单工艺,制备出以8％Y2O3(摩尔分数)稳定的ZrO2为固体电解质,La0.8Sr0.2CoO3混合导体材料为扩散障碍层的极限电流型氧传感器.该传感器能够很好地给出全范围空燃比的极限电流平台,与小孔或多孔极限电流型传感器相比,具有结构简单、响应快、工作可靠、成本低廉等优点.

钇掺杂镨酸钡超细粉体的合成与性能

采用溶胶低温燃烧法和硝酸盐水溶液超声喷雾热解法制备钇掺杂的镨酸钡(BaPr0.9Y0.1O3-δ)超细陶瓷粉体。应用XRD、SEM、TEM和激光粒度分析仪对陶瓷粉体的结构和组成进行表征。研究结果表明:采用溶胶低温燃烧法制备的BaPr0.9Y0.1O3-δ(BPY)为近似球形、粒径小于200 nm以及粒度分布范围窄的超细粉体;用硝酸盐水溶液经喷雾热解法制备的BPY为空心球形、粒径为1μm左右以及窄分布的超细粉体;BPY粉体可以在1 250和1 300℃烧结致密;C2的选择性和收率较低。

硫酸钙对土壤盐度指标换算关系的影响

以新疆南部典型盐渍土为研究对象,分析了微溶性盐分CaSO4对土水比1∶5浸提液电导率(EC1∶5)与电解质总浓度(TEC1∶5)、溶解性固体浓度(TDS)、土壤含盐量(St)换算关系的影响。结果表明:当浸提液CaSO4浓度未饱和时,由EC1∶5推算TEC1∶5、TDS1∶5和St的换算系数分别为10.00、0.64和3.20;而当浸提液中CaSO4为饱和状态时,由于浸提液中存在CaSO4的电离平衡,测定Ca2+或SO42-时引起未电离的CaSO4进一步电离,进而使得测定得到的TEC1∶5数值较浸提液实际情况偏高,导致由EC1∶5推算TEC1∶5、TDS1∶5和St的转换系数变大,分别增加至12.50、0.80和4.00。