周贤界
,
徐华蕊
材料导报
电解质作为固体氧化物燃料电池(SOFC)的关键组件,很大程度上决定着燃料电池性能的优劣和成本的高低.钇稳定氧化锆(YSZ)因其优良的综合性能,一直是SOFC最具竞争力的电解质材料之一,因此开发YSZ电解质工艺已成为人们关注和研究的热点.论述了制备YSZ电解质薄膜的主要方法,并对这些方法进行了评述和展望.
关键词:
固体氧化物燃料电池
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电解质薄膜
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钇稳定氧化锆
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流延成型
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溅射
张超
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李帅
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刘晓鹏
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何迪
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王树茂
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蒋利军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.06.016
以硝酸盐为原料,乙二醇为络合剂,采用溶胶凝胶法制备了质子导体SrCe0.9Y0.1O3-δ电解质薄膜.使用TG/DSC和XRD对凝胶前驱体的热分解过程及相组成进行了表征.探讨了溶胶凝胶制备SrCe0.9Y0.1O3-δ电解质的反应过程:凝胶前驱体由C3H3CeO6和Sr(NO3)2构成；Sr(NO3)2在630℃分解,并部分生成SrCO3中间相；SrCO3在865℃分解完全,并与CeO2反应最终得到SrCeO3.900℃热处理得到的SrCe0.9 Y0.1O3-δ电解质薄膜致密、均匀,无气孔和微裂纹,为钙钛矿型SrCeO3相.热力学计算表明电解质凝胶前驱体生成SrCeO3的热分解反应过程能够达到的最高理论温度为1455.4℃,高于SrCeO3生成所需温度764.6℃,在热力学上有利于SrCeO3相生成.
关键词:
质子导体
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SrCeO3
,
电解质薄膜
,
溶胶凝胶法
孙明涛
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孙俊才
,
季世军
材料导报
采用泥浆喷涂工艺制备SOFC用阳极支撑YSZ电解质薄膜,首先采用模压成型工艺制窷iO-YSZ阳北极基底,通过优化泥浆制备工艺条件及喷涂条件,在NiO-YSZ阳极基底上喷涂均匀平整的YSZ电解质涂层,进一步采用共烧结工艺使YSZ电解质层致密.通过在基底中添加碳粉造孔剂,调节阳极基底的烧结收缩率与电解质层烧结收缩率一致,避免电解质涂层的开裂和变形.阳极基底中加入5wt%含量的碳粉,阳极与电解质层烧结收缩率一致.扫描电子显微镜观察电解质涂层表面形貌表明,球磨24h的泥浆喷涂的YSZ涂层较好,阳极基底与电解质膜在1400℃烧结2h,电解质膜层致密,表明通过泥浆喷涂工艺可以制备出致密电解质层.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
阳极支撑
,
电解质薄膜
,
泥浆喷涂
阎景旺
,
董永来
,
于春英
,
江义
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.05.005
在用固相反应法合成电解质材料Lao 9Sr0.1Gao.8Mgo.2Oa-δ(LSGM)的基础上,研制出中温固体氧化物燃料电池LSGM+NiO阳极基底;考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律;研究了阳极基底组成、微观结构、制备工艺等对负载型LSGM电解质薄膜成膜过程及质量的影响和负载型电解质薄膜在还原气氛中的结构稳定性;采用湿化学物理方法及等静压烧结工艺成功地制备出了厚度为20～50μm的负载型致密LSGM电解质薄膜.研究表明,NiO含量为60%的阳极基底具有适宜的烧结收缩率、孔隙率与孔径分布,且比表面积与比孔容积均较大,适合作为SOFC的阳极.随着NiO含量的增加,还原后阳极基底的电导率有所增大.其中低NiO含量的阳极基底在还原后的初生态,其电导率在交变信号的诱导下发生弛豫现象而迅速增大,并由离子导电性转变为金属导电性.而高NiO含量的阳极基底,其还原后的电导率随测量时间的延长变化很小,并从一开始就表现出金属导电的性质.采用无约束烧结程序制备的负载型LSGM电解质薄膜,表面为粗大的片状晶粒,还原后在晶界处产生裂纹.而采用等静压烧结程序制备的负载型LSGM电解质薄膜,表面为细小、形状规则的晶粒,晶界结合紧密,且还原后晶界无裂纹出现.
关键词:
中温固体氧化物燃料电池
,
阳极基底
,
电解质薄膜
,
LSGM
陈鹏
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梁小平
,
巫玮珊
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张颖策
,
樊小伟
,
杨贵祥
,
王军
,
张薇
,
薛胜贤
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.07.029
以聚环氧乙烷(PEO)/高氯酸锂(LiClO4)为基体材料,碳酸丙烯酯(PC)为增塑剂,正硅酸乙酯(TEOS)水解制得的纳米SiO2为掺杂相,采用匀胶法制备了PEO/LiClO4-(PC)x-(SiO2)y电解质薄膜,考察了PC单掺和PGSiC2共掺对电解质薄膜微观形貌、电性能和物相结构的影响.结果表明,随着PC掺量的增加,室温下电解质薄膜离子电导率呈现先增加后减小的趋势,PEO/LiClO4-(PC)0.4电解质薄膜的电导率达到极值6.26×10-6 S/cm,与未增塑PEO/LiClO4薄膜相比提高了66％,表面平整度有所提高但仍存在少量波纹.PC与纳米SiO2共掺时制备的PEO/LiClO4-(PC)0.4-(SiO2)0.08电解质薄膜离子电导率达到最高值为1.55×10-5 S/cm,与PEO/LiClO4-(PC)0.4电解质薄膜极值相比提高了1.5倍,薄膜表面平整.X射线衍射分析表明,PC和纳米SiO2的加入大大降低了PEO的结晶度,有利于提高电解质薄膜的离子电导率.
关键词:
聚环氧乙烷
,
高氯酸锂
,
碳酸丙烯酯
,
电解质薄膜
,
纳米SiO2
,
离子电导率
