收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型氧离子导体(La_(1-x)Ba_x)_2(Mo_(1-y)Nb_y)_2O_(9-α)的合成及其电性能研究

孔德虎  
【摘要】: 钼酸镧(La_2Mo_2O_9)是最近被报道的一种新型氧离子导体,即使不掺杂低价金属阳离子,其晶格内部也具有相当数量的氧空位,且在600~800℃中温范围内具有高于传统的稳定化ZrO_2的氧离子电导率。 本文通过高温固相法合成了(La_(1-x)Ba_x)_2Mo_2O_(9-α)(x=1%、5%、10%、15%)单掺杂系列氧离子导体,对样品进行了XRD、SEM表征。结果表明该系列样品均为单一立方相La_2Mo_2O_9结构。以该系列样品为固体电解质、多孔性铂为电极,采用交流阻抗谱、气体浓差电池、氧泵等方法研究了各样品在600~1000℃下不同气氛中的导电特性。 氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好,氧离子迁移数为1,表明该系列样品在该温度范围下的氧气气氛中为纯氧离子导体;氧泵(氧的电化学透过)实验值也与理论值吻合得较好,进一步证实了该系列样品在氧气气氛中为纯氧离子导体。(La_(1-x)Ba_x)_2Mo_2O_(9-α)的氧离子电导率高于母体La_2Mo_2O_9,其中,La_(1.9)Ba_(0.1)Mo_2O_(9-α)具有最高的氧离子电导率,1000℃时达到0.093 S·cm~(-1)。 至今尚未见到La_2Mo_2O_9基陶瓷燃料电池性能的研究报道。本文研究了单掺杂系列样品的燃料电池性能,1000℃时氢气—氧气燃料电池的最大输出电流密度为280mA·cm~(-2),最大输出功率密度为112mW·cm~(-2),天然气—氧气燃料电池的最大输出电流密度为200mA·cm~(-2)、最大输出功率密度为72mW·cm~(-2),显示La_2Mo_2O_9基陶瓷燃料电池具有较好的性能。样品在燃料电池条件下存在一定程度的电子传导,这与La_2Mo_2O_9基陶瓷在还原性气氛中高价钼被还原为低价钼有关。天然气—氧气燃料电池性能较氢气—氧气燃料电池要低,这可能与天然气重整需要消耗一定的电能有关。 此外,至今尚未见到用Ba~(2+)和Nb~(5+)在母体La_2Mo_2O_9中进行双掺杂的研究报道。本文采用高温固相法合成了双掺杂的钼酸镧系列陶瓷样品:La_(1.9)Ba_(0.1)(Mo_(1-y)Nb_y)_2O_(9-α)(y=4%、8%、12%),采用多种电化学方法测试了其离子导电性能。该系列陶瓷样品在高氧分压的情况下是纯氧离子导体。与单掺杂样品比较,双掺杂样品具有较高的氧离子电导率,这与双掺杂样品具有较高的氧空位浓度有关。在双掺杂系列样品中,La_(1.9)Ba_(0.1)Mo_(1.92)Nb_(0.08)O_(9-α)具有最高的氧离子电导率0.12S·cm~(-1)(1000℃),它的氢气—氧气燃料电池具有最高功率密度达到133mW·cm~(-2),高于La_(1.9)Ba_(0.1)Mo_2O_(9-α)氢气—氧气燃料电池。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孔德虎;曹娜平;孙林娈;张峰;马桂林;;氧离子导体La_(1.9)Ba_(0.1)Mo_2O_(9-α)的合成及其电性能研究[J];无机化学学报;2008年03期
2 北京钢铁学院炉外精炼试验小组 ,大连钢厂炉外精炼试验小组;氧浓差电池在VOD过程控制上的初步应用[J];北京科技大学学报;1980年01期
3 任海燕,杨秀敏,刘禹林;氧化锆测氧技术的应用[J];东北电力技术;1996年12期
4 蒋凯,王海霞,郑立庆,孟健,任玉芳,苏锵;LaGaO_3基氧离子导体的研究进展[J];功能材料;2003年04期
5 彭程,朱昌青,孟健;溶胶凝胶法合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8-x)Al_xMg_(0.2)O_3及其性质研究[J];功能材料;2003年04期
6 于广,韩海鸥;固体电解质氧浓差电池测氧过程中氧的传质[J];东北大学学报(自然科学版);1985年04期
7 贺天民,孙敬姝,吕喆,裴力,刘江,梁浩,苏文辉;高温固体氧化物燃料电池实验演示[J];物理实验;2000年04期
8 彭程,程璇,张颖,陈志武,孟健;Ce_(1-x)Pr_xO_(2-x/2)的溶胶凝胶法的合成及其性质[J];功能材料;2003年03期
9 李世椿;氧离子导体离子迁移数的测量与温差电势[J];物理;1981年04期
10 喻维杰,谭启,彭定坤,孟广耀,曹传宝,胡建恺,张裕恒;YSZ薄膜材料的制备及电导性能[J];材料研究学报;1994年04期
11 赵维义,唐超群,夏正才;用正电子湮没研究CaO掺杂的CeO_2氧离子导体[J];华中理工大学学报;2000年08期
12 冯绍杰;谷少东;汪正红;;La_2Mo_2O_9氧离子导体的合成及XPS研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
13 李相虎;李丹;;氧离子导体La_2Mo_(2-y)Ga_yO_(9-δ)的结构和导电性能研究[J];西北师范大学学报(自然科学版);2009年06期
14 赵昭恺;;氧化锆氧量计恒控制误差对测量精确度的影响及其补偿方法[J];自动化仪表;1986年06期
15 杨云峰,黄惠松,王遵明;铸铁变质的冶金物化条件及检测控制[J];清华大学学报(自然科学版);1988年02期
16 李际周,杨继廉,刘蕴韬,肖红文,N.Jiang,H.Luo;新型氧离子导体稳定氧化铋的中子衍射[J];原子能科学技术;2000年S1期
17 高瑞峰;毛宗强;朱斌;彭冉冉;杨立寨;黄建兵;;热压制备低温固体氧化物燃料电池的初步研究[J];化工学报;2004年S1期
18 于丹;周德凤;李朝辉;夏燕杰;孟健;;放电等离子烧结制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)结构与电性能[J];长春工业大学学报(自然科学版);2008年06期
19 张国光;李琴;曹经倩;高荣兵;方前锋;;电泳沉积法制备La_2Mo_2O_9氧离子导体薄膜[J];稀土;2009年03期
20 李丹;李相虎;方前锋;;氧离子导体La_2Mo_(2-x)W_xO_9的研究进展[J];信阳师范学院学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王先平;方前锋;水嘉鹏;;氧离子导体La_2Mo_2O_9中与相变有关的内耗[A];全国第六届固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];2001年
2 王先平;方前锋;王灿;;氧离子导体 La_2Mo_2O_9中与氧离子扩散有关的弛豫内耗[A];全国第六届固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];2001年
3 宿新泰;燕青芝;葛昌纯;;低温燃烧合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg0.2O_(3-α)及其电性能[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年
4 李春;张国光;程帜军;王先平;方前锋;;氧离子导体La_(1.95)K_(0.05)Mo_(2-x)Mn_xO_(9-δ)的内耗研究[A];第八届全国内耗与力学谱会议论文集[C];2006年
5 方前锋;王先平;程帜军;;铋和钾掺杂对La_2Mo_2O_9中氧离子扩散及直流电导的影响[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年
6 方前锋;王先平;易志国;张国光;;La_2Mo_2O_9系新型氧离子导体中氧空位扩散的内耗与介电弛豫研究[A];第七届全国内耗学术会议论文集[C];2003年
7 彭程;王琳;李五聚;蒋凯;王鸿燕;梁宏伟;杜红初;孟健;;Ce_(1-x)Sm_xO_(2-x/2)的溶胶-凝胶法的合成及氧空位的研究[A];中国稀土学会第四届学术年会论文集[C];2000年
8 于鹤;贺天民;曲志刚;贺强;刘杰;裴力;;Ca掺杂NdGaO_3氧离子导体的结构与电学性能[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年
9 赵晓锋;邵刚勤;段兴龙;赵明;闫丽;;新型SOFC电解质Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)的制备与表征[A];中国颗粒学会超微颗粒专业委员会第五届年会暨海峡两岸纳米颗粒学术研讨会论文集[C];2007年
10 阮北;闫柏军;张家芸;;新型氧离子导体La_2Mo_2O_9的等温相变动力学初探[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜彩荣;固体氧化物燃料电池的性能优化[D];中国科学技术大学;2007年
2 王先平;钼酸镧系新型氧离子导体的氧离子扩散和导电机理研究[D];中国科学院研究生院(固体物理研究所);2003年
3 黄兆祥;氧基磷灰石固体电解质的制备和导电性能研究[D];华中科技大学;2010年
4 相珺;阳离子掺杂氧基磷灰石型硅酸镧的组织结构与电学性能[D];哈尔滨工业大学;2013年
5 陈成;ABO_3(A=La,Ba;B=Ga,Ce)型陶瓷的合成、导电性及其应用[D];苏州大学;2009年
6 李榕;纳米至亚微米Bi_2O_3-Ln_2O_3(Ln=Y、Er、Dy)氧离子导体晶粒尺寸对性能的影响[D];上海大学;2011年
7 蒋治亿;中温固体氧化物燃料电池的阴极材料和阴极过程[D];中国科学技术大学;2010年
8 陈长城;管式质子导体固体氧化物燃料电池的制备及研究[D];兰州大学;2011年
9 赵凌;质子导体固体氧化物燃料电池的阴极材料及其电化学研究[D];中国科学技术大学;2012年
10 孙文平;中低温固体氧化物燃料电池新材料与结构设计及电化学性能研究[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔德虎;新型氧离子导体(La_(1-x)Ba_x)_2(Mo_(1-y)Nb_y)_2O_(9-α)的合成及其电性能研究[D];苏州大学;2008年
2 许睿;新型氧离子导体La_2(Mo_(1-x)Ga_x)_2O_(9-α)的合成及其电性能[D];苏州大学;2007年
3 许佳;La_2(Mo_(1-x)V_x)_2O_(9-a)的制备、导电性及应用[D];苏州大学;2011年
4 潘博;La_(2-x)Sr_xM_(o2)O_(9-α)陶瓷的合成及其电性能研究[D];苏州大学;2007年
5 曹娜平;新型氧离子导体La_2(Mo_(1-x)Al_x)_2O_(9-α)的合成及其电性能研究[D];苏州大学;2008年
6 孙林娈;ABO_3钙钛矿型陶瓷的合成及其电性能研究[D];苏州大学;2008年
7 李亚东;(La_(1-x)Sr_x)_2(Mo_(1-y)M_y)_2O_(9-α)(M=Al~(3+),Sc~(3+))及YSZ的合成、导电性及应用[D];苏州大学;2010年
8 徐建红;(La_(1-x)Sr_x)_2(Mo_(1-y(Ga_y)_2O_(9-α)的合成、导电性及应用[D];苏州大学;2011年
9 高喜梅;Sr掺杂La_2Mo_2O_9氧离子导体的结构与性能[D];吉林大学;2007年
10 姚成顺;Sm~(3+)掺杂浓度对CeO_2基离子导体的电学和光学性质影响的研究[D];东北师范大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 孟晶;陶瓷膜:为能源化工开辟绿色通道[N];中国化工报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978