固体电解质材料电导率探究.pdfVIP

第23届全国化学与物理电源学术会议论文集 525 H13 固体电解质材料电导率研究 梁广川 刘文西 陈玉如 天津大学分析中心(天津300072) 及强度的提高上。但SOFC在高温运行带来一系列问题，包括电极烧结、界面反应、热膨胀系数不匹配等。目前迫 用．要求。曲颓使用新型材料如CeO：基、Bi：O：基、EaGa0。基电解质等。 ’ 关键词：固体氧化物燃料电池；固体电解质；电导率；氧离子空位 Y：O，稳定ZrO：(YSZ)，是SOFC中应用最普遍的 一种固体电解质。虽然EVD法可生长很薄的致密 YSZ膜，但工艺复杂，成本高，因此未得到广泛的应 的Al：0，可将立方结构稳定到室温，且具有良好的抗 用。最近Souza等人提出用胶体沉积法制造YSZ薄膜 高温性能退化的效果，但加入过多的Al。O。将使电导 的方法。他们制造的单电池在800C时系统最大输出 功率可达1．9W．cm～。Ishihara等人用电泳沉积法 ～0．11 (EPD)制备了厚约为lOlxm的YSZ薄膜，用此制造的 1200℃(对通常的固相反应烧结，烧结温度必须大于 平板式SOFC在1000℃时最大输出功率达到1．84W． cm～。有报道认为，为改善YSZ晶界导电性，可加入一7．6×10 定量的A1：O。，其原因是AlzO；消除了晶界处的siOz、 Na：O等杂质，形成了高电导率的晶间相。Movi等人对 0．02—0．03时，立方相可以稳定至室温，此时交流阻 8Ysz．A1：0，组分进行了系统的研究。另外，为增加抗谱显示晶界的阻抗约占总阻抗的25％，晶界阻抗的 活化能与基体的相近。 YSZ强度可引入均匀分布的四方相TZP。在700℃以 下的低温，TZP材料的体电导率大于YSZ．Liaw等人为降低SOFC操作温度，ce基固体电解质材料的 对TZP成膜特性进行了研究。 研究受到重视。纯CeOr，是混合型导体，氧离子、电子 在各种ZrO：基掺杂系统中，ZrO。一一Sczos系统 和空穴导电对电导率的贡献几乎相同。当加入Na：o、 (ScSZ)具有很高的离子导电率。在1000℃时，10mo[％ CaO、SrO类的掺杂氧化物时．离子导电性可大幅度增 S。：0。一ZrO，多晶陶瓷的导电率比8YSZ高3倍。但Sc—加。但当ce基电解质处于还原性气氛下，会发生ce的 sz在650C将发生立方晶系一三角晶系的相变，相变部分还原而出现电子电导，引起电池开路电压的降低 将导致热膨胀系数的改变，从而使电解质层产生裂纹 和效率的减小。Arai等人对碱土金属氧化物添加剂如 和剥离。另外，此系统还发生高温性能退化现象。电导 率性能退化的机理尚未得到完全阐明。在ScSZ系统ro等人对稀土金属氧化物添加剂如Sm。0。、Gd：0。、 、i：：盯太行电源，真正的国优品牌 河南新多太行电源(集团)有限责任公司(国营第七五五厂) TAIⅡ^NG h 526选用双龙电源材料，创造高品质电池。中外合舞新乡双龙电源柑料有限公司(0373—5410328) Y：O；对电导率的影响进行了研究，实验发现ce—进行了研究。 L