溶胶凝胶法制备Ce0.8Y0.2-xSrxO2-δ电解质材料及其性能研究

稀土, 2016, 37(2): 9-14. doi: 10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201602002

溶胶凝胶法制备Ce0.8Y0.2-xSrxO2-δ电解质材料及其性能研究

1.合肥学院化学与材料工程系,安徽合肥,230601

2.合肥学院化学与材料工程系,安徽合肥230601;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002

3.合肥学院化学与材料工程系,安徽合肥230601;中国科学技术大学纳米科学技术学院,江苏苏州215123

4.合肥学院化学与材料工程系,安徽合肥,230601

基金项目: 安徽省自然科学基金项目(1308085QB35) 2014年安徽省高校优秀青年人才支持计划国家自然科学基金项目(51102073) 教育部项目(201511059015,201511059016,201511059018) 江苏省新型环保重点实验室开放课题基金项目(AE201361)

关键词：溶胶凝胶法 , 电解质 , CeO2 , 双掺杂 , 电导率

Properties of Ce0.8Y0.2-xSrxO2-δ Electrolyte Prepared by Sol-gel Method

Keywords： sol-gel method , electrolyte , CeO2 , co-doping , conductivity

采用溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池(SOFCs)电解质材料Ce08Y0.2-xSrxO2-δ(x=0.00、0.02、0.04、0.06、0.08),并通过红外光谱、热重-差示扫描量热分析、X射线衍射、扫描电镜、交流阻抗等对试样进行分析表征.结果表明,采用溶胶-凝胶法经700℃煅烧所得粉体呈现单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸在8 nm～19 nm之间;溶胶-凝胶法制备的Ce08 Y0.2-xSrx O2-δ具有较高的烧结活性,经1400℃烧结2h后材料的相对密度均大于98％.电化学性能研究显示,Y、Sr双掺杂能提高CeO2基电解质的电性能,其中Ce0.8Y0.16Sr0.04O1.88在中温条件下具有良好的离子导电率、适中的电导活化能.Ce0.8Y0.16Sr0.04O1.8在800℃时的离子电导率为0.039 S/cm,电导活化能为0.86 eV.

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