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BaCe_(1-x)Y_xO_(3-α)固体电解质的合成及其燃料电池性能

石慧  
【摘要】: 本研究用溶胶-凝胶法合成了BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-α)固体电解质前驱体,并以低于通常固相反应150℃~250℃的温度(1400℃~1500℃)进行了烧结。以烧结样品为固体电解质、多孔性铂为电极,组成氢及氧浓差电池、氢-空气燃料电池,测定了BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(3-α)烧结体的质子和氧离子迁移数以及燃料电池的性能,并与高温固相反应法合成的样品进行了比较。结果表明,烧结温度能显著影响溶胶-凝胶法合成样品的质子迁移数及其燃料电池性能。烧结温度≥1450℃时,质子迁移数近似为1,燃料电池性能亦较高,烧结温度<1450℃时,质子迁移数<1,燃料电池性能亦较低。在1400℃~1500℃烧结的样品中,1450℃下烧结的样品具有最高的电池性能,接近于高温固相反应法合成的样品。本文还研究了BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)燃料电池的电极极化性能,以BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)氧化物陶瓷为固体电解质,以多孔性Pt为电极材料,组成氢-空气燃料电池,用电流遮断法分别测定了600℃~1000℃范围燃料电池输出电流时的欧姆电压降和正负极的电极极化。结果表明,该燃料电池的优良性能与Pt电极很小的极化作用密切相关,正负极的电极极化皆随着温度的升高而变小,正极的极化小于负极的极化。


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