氧化钐掺杂氧化铈纳米材料的导电性-河北师范大学学报.PDF

第 34 卷/ 第 3 期/ 河北师范大学学报/ 自然科学版/ Vol . 34 No . 3 20 10 年 5 月 J OURNAL OF HEBEI NORMAL UNIVERSITY/ Natural Science Edition/ May. 20 10 氧化钐掺杂氧化铈纳米材料的导电性 李泽彬 , 　聂 　丽 , 　姚有峰 ( 皖西学院 基础实验中心 ,安徽 六安 　2370 12) 摘 要 :利用溶胶凝胶法制备了 Sm O 掺杂 CeO 系列固体电解质. 通过粉末 X 射线衍射谱对所制备的电解 2 3 2 质材料进行了平均晶粒尺寸和晶格常数分析 ,并利用交流阻抗谱测试结果分析了样品的电导率机理. 研究表明 ,粉 末样品晶粒尺寸较小 ,属于纳米级材料 ,且具有立方萤石型结构. 另外 ,随温度的升高 , Sm O 掺杂 CeO 样品中的 2 3 2 氧离子通过空位移动速度增大 ,而使其电导率也随之线性增大 ; Sm O 掺杂 CeO 样品随掺杂比例变化而导致空位 2 3 2 变化 ,使其导电率也在一定程度上受到了影响. 关键词 :氧化铈 ; 氧化钐 ; 溶胶凝胶法 ; 导电性 中图分类号 : TM 9 11. 4 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (20 10) 固体电解质以其优越的离子导电性被广泛应用于能源 、化工 、冶金和传感器等领域 ,在研究新的电解质 过程中 ,钙钛矿型结构的物质更是引起人们极大的兴趣[ 13 ] . 当前 ,尤其面临燃料能源短缺和人们环保意识 ( ) 提高 ,开发利用新的清洁 、可持续再生能源的要求变得越来越强烈. 固体氧化物燃料电池 SOFC 是继磷酸燃 ( ) ( ) 料电池 PA FC 、熔融碳酸盐燃料电池 MCFC 之后的能源转化效率最高的第三代燃料电池系统 , 由于具有 高效 、便捷而且对环境友好的优点 ,被誉为 2 1 世纪的绿色能源[4 ] . 固体电解质是 SOFC 最核心的部件. 一种 好的电解质材料必须具备高的离子电导率和可以忽略的电子电导率 ; 良好的稳定性 、与电极材料良好的相容 ( ) 性 ;高的致密度 ;足够的机械强度等. 传统的 SOFC 采用氧化钇稳定的氧化锆 YSZ 为电解质材料 ,为了保证 足够的电导率 ,工作温度一般高于 800 ℃,导致高的成本 ,限制了 SOFC 的实际应用和推广. 掺杂的 CeO2 基 固体电解质具有比 YSZ 更高的离子电导率和较低的电导活化能 ,是一种优良的氧离子导体. 因而 , 目前掺杂 CeO 基固体电解质体系已成为研究的热点[58 ]