摻雜鈦酸鍶sofc陽極材料的制備與電性能研究

摻雜鈦酸鍶sofc陽極材料的制備與電性能研究

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1、中文摘要摻雜鈦酸鋸材料由于其具有混合離子一電子電導(dǎo)且對碳氫燃料有良好的催化性能而被認為具有作為新型SOFC陽極材料潛在的應(yīng)用價值。本文對摻雜鈦酸鍶新型SOFC陽極材料的制備和電學(xué)性能進行了研究,探討了其作為新型陽極材料的可行性。對Y203摻雜鈦酸鍶Srl-1.5。Y。Ti03(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)和La203摻雜鈦酸鍶Srl-1.5。La。Ti03(x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)的預(yù)合成和燒結(jié)工藝進行了研究。通過DSC--TG分析粉料的預(yù)合成制度;通過XRD分析了1100℃下預(yù)合成后粉料的晶體結(jié)構(gòu)為

2、典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu);根據(jù)DIL分析確定不同物質(zhì)摻雜鈦酸鍶的最佳燒結(jié)溫度,采用排水法測定了試樣的燒結(jié)密度;1400℃燒結(jié)的Y203摻雜鈦酸鍶的試樣密度達到理論密度的93%以上,1600℃燒結(jié)的L矗203摻雜鈦酸鍶試樣的密度達到理論密度的94%以上.對摻雜鈦酸鍶的電學(xué)性能進行了研究,Y203和La203摻雜鈦酸鍶的電導(dǎo)率均隨摻雜量的增加而出現(xiàn)最大值,隨測試溫度的增加而降低,其中,1400℃燒結(jié)的Y203摻雜鈦酸鍶電導(dǎo)率高于1450℃下燒結(jié)的試樣電導(dǎo)率,當鈦酸鍶中Y203的摻雜量為0.04tool時,800℃電導(dǎo)率達到最大為26.3S/cm:1600℃下

3、燒結(jié)La203摻雜鈦酸鍶的電導(dǎo)率高于Y203的電導(dǎo)率,且當鈦酸鍶中La203摻雜量為0.15mol時其電導(dǎo)率在800℃最高為103.5S/cm。對摻雜鈦酸鍶材料和電解質(zhì)YSZ在1400℃下共燒沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),表現(xiàn)出良好的化學(xué)相容性。為優(yōu)化陽極材料的電學(xué)性能,對Y203、C0304和La203、C0304復(fù)合摻雜鈦酸鍶材料的電學(xué)性能進行了嘗試性研究,但是復(fù)合摻雜產(chǎn)生了缺陷締合而不利于電導(dǎo)率的提高。關(guān)鍵詞:Y203摻雜鈦酸鍶,La203摻雜鈦酸鋸,陽極材料,復(fù)合摻雜鈦酸鍶,電導(dǎo)率ABSTRACTDopedSrTi03isconsideredtobe

4、thepotentialanodematerialforSOFCbecauseofitsmixedionic·electronicconductivifiesandexcellentcatalysistohydrocarbonfuels.Inthispaper,thepreparationandelectricalperformanceofSrTi03usedforSOFCanodematerialswereinvestigated.ThecalcinationsprocessofY20sdopedSrTi03Srl.1.5xY,Ti03(x=O

5、.01,O.02,O.03,0.04,0.05)andLa203dopedSrTi03Srl.1.5xLaxTi03(x=0.1,0.2,0.3,O.4,0.5)wereinvestigatedbyDSC-TG.Thestructureofthe1100℃calcinedpowderswasexaminedbyX·raydiffraction(XRD).耽eoptimalsinteringtemperatureofSrTi03dopedwithdifferentsubstancesWasinvestigatedbasedonDILanalysis

6、.DensityofsampleswasmeasuredbytheArchimedesprinciple.TherelativedensityofY203dopedSrTi03samplesislargerthan93%,andLa203dopedSrTi03iSlargerthan94%.ElectricalperformanceofdopedSrTi03waSstudied.ThcconductivityofdopedSrTi03showedapeakastheincreaseofdopantcontent,anddecreasedwitht

7、heincreaseoftesttemperature.Y203dopedSrTi03sinteredat1400℃ishighorthanthatat1450"(2.Theconductivityreachedthemaximal26.3S/eraat800"(2whenthecontentofY203was8m01%.TheconductivityofLa203dopedSrTi03sinteredat1600℃Was103.5S/cmat800"12whenthecontentofLa203was30m01%.Thereisnochemic

8、alreactionbetweendopedSrTi03andYSZsinteredat1400℃thatshowedgoodchemi

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