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Li2CO3对BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3−δ质子导体电解质性能的影响


崔俊鹏1, 3,罗凌虹1, 3,王乐莹1, 3,程亮2, 3,徐序1, 3
(1. 景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院,江西 景德镇 333403;2. 景德镇陶瓷大学 国家日用及建筑陶瓷工程技术中心,江西 景德镇 333001;3. 景德镇陶瓷大学 江西省燃料电池材料与器件重点实验室,江西 景德镇 333001)

摘  要:开发及制备高性能电解质材料有助于质子导体固体氧化物燃料电池(Protonic Ceramic Fuel Cell, PCFC)迈向商业化。BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3−δ(BZCYYb)是一种十分具有应用前景的PCFC电解质材料,在中低温下(400 ℃~700 ℃)具有足够的化学稳定性和优异的离子导电性。然而,BZCYYb烧结活性低的问题阻碍了其在PCFC中的应用。通过改进的Pechini法合成BZCYYb粉体,以无机盐Li2CO3作为烧结助剂,采用机械球磨混合的工艺将其引入BZCYYb粉体制备出PCFC电解质。实验结果表明,添加Li2CO3可以明显提高电解质致密化程度,且不改变BZCYYb的晶型及物相。对于添加8 mol%Li2CO3的BZCYYb试样,在1350℃保温3h后,其相对致密度及线性收缩率分别为95.37%和17.90%,其在700℃时的电导率为1.92210−2 S·cm−1,而在1450 ℃下保温5 h后,未添加Li2CO3的BZCYYb试样的电导率为1.49310−2 S·cm−1,表明添加适量的Li2CO3可显著降低BZCYYb的烧结温度,且材料的电导率略有增加。
关键词:BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3−δ质子导体;烧结性能;电导率;Li2CO3

  • DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2023.05.006

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