Gd2O3掺杂量对Ce1-xGd xO2-δ电解质导电性能的影响

TQ174.75; 在500～700℃时,Gd2 O3掺杂CeO2具有较高的离子电导率,从而被广泛应用于中温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)中.但在SOFC运行时,在电池的阳极侧Ce4+会被还原成Ce3+,产生电子泄露现象,从而造成SOFC电池性能的衰减.采用溶胶-凝胶法成功制备Ce1-xGdxO2-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,摩尔分数)固体电解质,研究不同Gd3+掺杂量对GDC电解质总电导率和电子电导率的影响,同时对总电导率、电子电导率与温度、氧分压之间的关系进行分析.结果表明:测试温度为750℃、Gd3+掺杂量为0.2...

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Published in材料工程 Vol. 48; no. 6; pp. 118 - 124
Main Authors 刘媛媛, 李舒婷, 彭军, 安胜利
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头014010%内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010 2020
内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010
内蒙古先进陶瓷材料与器件重点实验室,内蒙古包头014010
Subjects
固体氧化物燃料电池
电导率
Hebb-Wagner极化法
Ce1-xGdxO2-δ电解质
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Summary:TQ174.75; 在500～700℃时,Gd2 O3掺杂CeO2具有较高的离子电导率,从而被广泛应用于中温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)中.但在SOFC运行时,在电池的阳极侧Ce4+会被还原成Ce3+,产生电子泄露现象,从而造成SOFC电池性能的衰减.采用溶胶-凝胶法成功制备Ce1-xGdxO2-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,摩尔分数)固体电解质,研究不同Gd3+掺杂量对GDC电解质总电导率和电子电导率的影响,同时对总电导率、电子电导率与温度、氧分压之间的关系进行分析.结果表明:测试温度为750℃、Gd3+掺杂量为0.20时,GDC电解质的总电导率最大,达到8.59×10-2 S·cm-1;电子电导率随着Gd3+掺杂量的增大而降低,当Gd3+掺杂量为0.10、测试温度为750℃时,GDC电解质的电子电导率最大,为6.47×10-4 S·cm-1.Gd2 O3掺杂量为0.20的GDC电解质具有最高的总电导率和较小的电子电导率,从而突显出最高的离子电导率.
ISSN:1001-4381
1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2019.000322