中温固体氧化物燃料电池电解质材料的研究
【摘要】：
采用改进的柠檬酸法(以柠檬酸和EDTA乙二氨四乙酸为复合络和剂,柠檬酸为燃料)和固相法分别制备了具有钙钛矿结构的中温固体氧化物燃料电池的电解质材料LSGM(La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)),用差热—热重分析(DTA/TG)、X光衍射分析(XRD)、交流阻抗谱技术(AC-Impedance Spectra)、比表面积分析(BET)和烧结收缩率曲线等手段对产物的热分解过程、物相转变和内部结构等进行了表征,并对由这些粉体烧结而成的固体氧化物燃料电池的电解质材料的电导率进行了检测。结果表明,用改进的柠檬酸法制备的该电解质具有前驱粉体精细,杂相少,烧结温度低以及电导率高等优点,因此改进的柠檬酸法是一种比较理想的合成中温固体氧化物燃料电池电解质材料LSGM的方法。
同时为了进一步提高LSGM的电导率,我们对LSGM进行了成份的改进。用改进的柠檬酸法合成了具有钙钛矿结构Co掺杂的LSGMC_(8.5)(La_(0.9)Sr_(0.1)(Ga_(0.9)Co_(0.1))_(0.85)Mg_(0.15)O_(3-δ))。并从XRD,DTA-TG曲线,交流阻抗谱,电导率和密度和化学稳定性等方面比较了LSGM和LSGMC8.5性能。从而探讨了Co掺杂对于LSGM性能的影响。结果表明相对于LSGM,Co的掺杂使立方钙钛矿结构的形成温度由1400℃降低到1300℃左右,离子电导率由3.85×10-2上升到5.38×10-2S/cm,密度由理论密度的95%上升到99%。因此Co的掺杂使LSGM的各方面性能都有了一定的提高,LSGMC8.5比LSGM更适合做中温SOFC的电解质材料。
综上,可以得到用改进的柠檬酸法制备的LSGMC_(8.5)(La_(0.9)Sr_(0.1)(Ga_(0.9)Co_(0.1))_(0.85)Mg_(0.15)O_(3-δ))最适合用于SOFC的电解质电解质材料。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TM911.4
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