论文题目: BaxCe0.8RE0.2O3-α陶瓷的合成、结构、离子导电性及其燃料电池性能
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 仇立干
导师: 闻荻江,马桂林
关键词: 固体电解质,质子导体,浓差电池,电导率,燃料电池
文献来源: 苏州大学
发表年度: 2005
论文摘要: 高温质子导体可用于燃料电池、气体传感器、膜分离器和反应器等能源变换和多种电化学装置中,具有广泛的应用前景。岩原等首先发现ABO3钙钛矿型化合物具有质子导电性,随后引起了人们极大的关注。在ABO3钙钛矿型化合物中,以某些三价阳离子掺杂的BaCeO3(BaCe1-yyMyO3-α:M是一些稀土元素:y是小于它固熔体形成范围的上限,通常小于0.2;α是每个单位分子式的氧缺陷,它决定于掺杂剂量和周围气氛)显示出较高的质子导电性,在一定的条件下,还具有某种程度的氧离子导电性,因而倍受人们青睐。至今,对于化学计量组成的BaCe1-yMyO3-α系列高温质子导体的传导机制、结构、电性质已作了大量研究,但对于非化学计量组成的BaxCe1-yMyO3-α（x<1,x>1）的研究报道则很少。作者曾合成具有非化学计量组成的BaxCe0.8M0.2O3-α（M=Y,Sm,etc.;x=1.03,1,0.98）系列陶瓷材料,并研究过它们的缺陷结构、离子导电性及其化学稳定性,发现适当改变钡离子含量（x<1,x>1）,不仅可维持其钙钛矿型结构,还可改变其点缺陷浓度、离子导电能力和化学稳定性等性质。可见,合成这类陶瓷材料,研究其非化学计量组成与电性能间的关系具有非常重要的意义。 本论文选择BaxCe0.8RE0.2O3-α（RE=Eu,Er,Ho,Tb;x>1,x=1,x<1）这四个系列作为研究对象,用高温固相反应方法合成了这些固体电解质陶瓷材料,其中,具有非化学计量组成（x>1,x<1）的材料及部分化学计量组成（x=1）的材料均为首次合成。作为比较,用溶胶-凝胶法合成了BaCe0.8Ho0.2O3-α材料。用粉末X-射线衍射法鉴定各材料的结晶相。在500～1000℃温度范围内,用气体浓差电池、水蒸气浓差电池以及氢泵（氢的电化学透过）方法测定材料质子及氧离子迁移数;用交流复阻抗谱法测定材料在各种气氛中的电导率:以这些材料为固体电解质、Pt或Pt-Rh合金作电
论文目录:
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英文摘要
第一章 文献综述
§1-1 固体电解质
§1-2 无机质子导体
1．2．1 无机质子导体的类型
1．2．2 ABO_3钙钛矿型氧化物质子导体
1．2．2．1 ABO_3钙钛矿型氧化物质子导体的结构
1．2．2．2 ABO_3钙钛矿型氧化物质子导体的传导机理
1．2．2．3 钙钛矿型氧化物质子导体的应用
§1-3 本论文的研究背景及主要任务
第二章 Ba_xCe_(0．8)Eu_(0．2)O_(3-α)(x=1．03，1，0．98)系列陶瓷的合成、表征及性能
§2-1 实验
2．1．1 试剂与仪器
2．1．2 材料制备
2．1．3 材料结构与性能测试
§2-2 结果与讨论
2．2．1 材料的物理性质
2．2．2 材料的质子导电特性
2．2．3 材料的氧离子导电特性
2．2．4 材料的氢泵特性
2．2．5 材料的燃料电池性能
§2-3 结论
第三章 Ba_xCe_(0．8)Er_(0．2)O_(3-α)(x=1．03，1，0．98)系列陶瓷的合成、表征及性能
§3-1 实验
§3-2 结果与讨论
3．2．1 XRD测定
3．2．2 氢气气氛中的质子导电性
3．2．3 高氧分压下的离子导电性
3．2．4 材料的燃料电池性能
§3-3 结论
第四章 Ba_xCe_(0．8)Ho_(0．2)O_(3-α)(x=1．03，1，0．97)系列陶瓷的合成、表征及性能
§4-1 实验
§4-2 结果与讨论
4．2．1 XRD测定
4．2．2 材料的质子导电特性
4．2．3 材料的氧离子导电特性
4．2．4 材料的燃料电池性能
§4-3 结论
第五章 Ba_xCe_(0．8)Tb_(0．2)O_(3-α)(x=1．03，1，0．98)系列陶瓷的合成、表征及性能
§5-1 实验
§5-2 结果与讨论
5．2．1 XRD测定
5．2．2 材料在干燥气体中的电导率
5．2．3 材料在潮湿气体中的电导率
5．2．4 非化学计量组成对材料导电性能的影响
5．2．5 材料的燃料电池性能
§5-3 结论
第六章 BaCe_(0．8)Ho_(0．2)O_(3-α)的溶胶-凝胶法合成、表征及性能
§6-1 引言
§6-2 实验
6．2．1 试剂与仪器
6．2．2 材料制备
6．2．3 材料结构与性能测试
§6-3 结果与讨论
6．3．1 BaCe_(0．8)Ho_(0．2)O_(3-α)干凝胶前驱体的DSC测定
6．3．2 钙钛矿相的形成
6．3．3 材料的物理性质
6．3．4 氢浓差电池电动势的测定
6．3．5 氧浓差电池电动势的测定
6．3．6 材料的燃料电池性能
§6-4 结论
第七章 全文总结
§7-1 全文总结
§7-2 创新点
§7-3 问题与展望
参考文献
在读期间发表的论文目录
致谢
发布时间: 2006-03-24
参考文献
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