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掺杂对CeO2基电解质材料性能的影响研究进展
被引量：
5
1
作者
张洁
赵梦杰
+2 位作者
崔颍琦
李成刚
高金海
《无机盐工业》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1-5,共5页
掺杂CeO2基电解质是中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)理想的电解质材料。首先阐述了掺杂CeO2基电解质结构与性能的关系,接着介绍了金属离子掺杂对CeO2基电解质晶体结构和电子结构的影响,重点综述了单元素掺杂和双元素掺杂对CeO2基电解质...
掺杂CeO2基电解质是中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)理想的电解质材料。首先阐述了掺杂CeO2基电解质结构与性能的关系,接着介绍了金属离子掺杂对CeO2基电解质晶体结构和电子结构的影响,重点综述了单元素掺杂和双元素掺杂对CeO2基电解质性能的影响。通过分析得出:稀土金属元素单掺杂比碱土金属元素单掺杂更能显著提高CeO2基电解质的导电性和可烧结性,但稀土氧化物的原料成本要远高于碱土氧化物;双元素掺杂比单元素掺杂具有更多的氧空位无序度和更小的氧离子迁移激活能,因此在提高CeO2基电解质的离子电导率方面更有优势。总结了CeO2基电解质材料的掺杂规律及构效关系,以期对制备出性能更加优异的CeO2基电解质起到一定的指导作用。
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关键词
固体氧化物燃料电池(SOFC)
CeO2基电解质
碱土
金属元素
掺杂
稀土
金属元素
掺杂
过渡金属元素掺杂
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职称材料
Fe、Co和Ni掺杂LiBH_4放氢性能的第一性原理研究
2
作者
莫晓华
蒋卫卿
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期225-229,共5页
本工作旨在借助基于密度泛函理论的第一性原理计算来考察过渡金属元素Fe、Co、Ni掺杂LiBH_4的放氢性能。研究表明,Fe、Co、Ni掺杂有效提高了LiBH_4的放氢能力,这与掺杂体系B-H共价作用及Li-B/H离子作用的减弱,尤其是Fe/Co/Ni-B键的形成...
本工作旨在借助基于密度泛函理论的第一性原理计算来考察过渡金属元素Fe、Co、Ni掺杂LiBH_4的放氢性能。研究表明,Fe、Co、Ni掺杂有效提高了LiBH_4的放氢能力,这与掺杂体系B-H共价作用及Li-B/H离子作用的减弱,尤其是Fe/Co/Ni-B键的形成有关。体系Li7MB8H_32(M=Li、Fe、Co、Ni)的氢解离能与中心金属M的电负性负相关,即金属M的电负性越高,体系的氢解离能越小。与Fe、Co掺杂体系相比,具有较低金属占位能及较小氢解离能的Ni掺杂体系表现出良好的放氢特性。本研究从模拟计算的角度证实,利用高电负性金属(相对Li)与LiBH_4复合是实现LiBH_4"失稳"的一种有效方式。
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关键词
第一性原理计算
金属
硼氢化物
硼氢化锂
放氢性能
过渡金属元素掺杂
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职称材料
第一性原理研究Hf对ZrCoH_(3)放氢的影响
3
作者
曾祥
杨友山
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024年第4期180-188,共9页
过渡金属元素Hf被设计成通过占据Co原子、Zr原子和间隙位点来添加到ZrCoH_(3)中.通过第一性原理计算研究了Hf对ZrCoH_(3)放氢的影响.发现用Hf掺杂会使ZrCoH_(3)不稳定,导致氢离解能(Ed)、Co-H平均单位键长的键序(SBOCo-H)降低,顺序为Zr_...
过渡金属元素Hf被设计成通过占据Co原子、Zr原子和间隙位点来添加到ZrCoH_(3)中.通过第一性原理计算研究了Hf对ZrCoH_(3)放氢的影响.发现用Hf掺杂会使ZrCoH_(3)不稳定,导致氢离解能(Ed)、Co-H平均单位键长的键序(SBOCo-H)降低,顺序为Zr_(16)Co_(16)H_(48)> Zr_(16)Co_(16)HfH_(48)> Zr_(16)Co_(15)HfH_(48)> Zr_(15)Co_(16)HfH_(48).理论研究表明在ZrCoH_(3)-Hf体系中,较弱的Co-H共价键相互作用、金属特性和Hf-H键的形成都有利于提高ZrCoH_(3)的放氢能力. Hf原子优先占据间隙位,但这对氢离解能影响很小,氢离解能与位置能之间存在悖论关系.尽管Zr_(15)Co_(16)HfH_(48)化合物具有低的氢离解能,表现出良好的放氢性能,但在实际应用Hf占据Zr位时需要消耗过高的能量成本.
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关键词
储氢
ZrCoH_(3)
第一性原理计算
放氢性能
过渡金属元素掺杂
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职称材料
题名
掺杂对CeO2基电解质材料性能的影响研究进展
被引量：
5
1
作者
张洁
赵梦杰
崔颍琦
李成刚
高金海
机构
郑州师范学院物理与电子工程学院
郑州大学物理工程学院
郑州威科姆科技股份有限公司
出处
《无机盐工业》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1-5,共5页
基金
2017年河南省科技计划项目(172102210115)
2018年河南省科技计划项目(182102210140)
+4 种基金
2018年河南省重点研发与推广专项(182102210564)
河南省高校科技创新人才计划(18HASTIT030)
郑州市地方高校市级大学生创新创业训练计划项目(ZDC2018002)
郑州师范学院科技创新团队支持计划
郑州师范学院大学生创新性实验计划(DCZ2018020)。
文摘
掺杂CeO2基电解质是中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)理想的电解质材料。首先阐述了掺杂CeO2基电解质结构与性能的关系,接着介绍了金属离子掺杂对CeO2基电解质晶体结构和电子结构的影响,重点综述了单元素掺杂和双元素掺杂对CeO2基电解质性能的影响。通过分析得出:稀土金属元素单掺杂比碱土金属元素单掺杂更能显著提高CeO2基电解质的导电性和可烧结性,但稀土氧化物的原料成本要远高于碱土氧化物;双元素掺杂比单元素掺杂具有更多的氧空位无序度和更小的氧离子迁移激活能,因此在提高CeO2基电解质的离子电导率方面更有优势。总结了CeO2基电解质材料的掺杂规律及构效关系,以期对制备出性能更加优异的CeO2基电解质起到一定的指导作用。
关键词
固体氧化物燃料电池(SOFC)
CeO2基电解质
碱土
金属元素
掺杂
稀土
金属元素
掺杂
过渡金属元素掺杂
Keywords
solid oxide fuel cell(SOFC)
CeO2-based electrolyte
alkaline earth metal element doping
rare earth metal element doping
transition metal element doping
分类号
TQ133.3 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
Fe、Co和Ni掺杂LiBH_4放氢性能的第一性原理研究
2
作者
莫晓华
蒋卫卿
机构
广西民族大学理学院电离层观测与模拟重点实验室
广西大学物理科学与工程技术学院广西电化学能源材料重点实验室培育基地
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期225-229,共5页
基金
国家自然科学基金(51401056
51661002)
+1 种基金
广西自然科学基金(2015GXNSFAA139259
2018GXNSFAA138189)~~
文摘
本工作旨在借助基于密度泛函理论的第一性原理计算来考察过渡金属元素Fe、Co、Ni掺杂LiBH_4的放氢性能。研究表明,Fe、Co、Ni掺杂有效提高了LiBH_4的放氢能力,这与掺杂体系B-H共价作用及Li-B/H离子作用的减弱,尤其是Fe/Co/Ni-B键的形成有关。体系Li7MB8H_32(M=Li、Fe、Co、Ni)的氢解离能与中心金属M的电负性负相关,即金属M的电负性越高,体系的氢解离能越小。与Fe、Co掺杂体系相比,具有较低金属占位能及较小氢解离能的Ni掺杂体系表现出良好的放氢特性。本研究从模拟计算的角度证实,利用高电负性金属(相对Li)与LiBH_4复合是实现LiBH_4"失稳"的一种有效方式。
关键词
第一性原理计算
金属
硼氢化物
硼氢化锂
放氢性能
过渡金属元素掺杂
Keywords
first-principles calculation
metal borohydride
lithium borohydride
dehydrogenation performance
transitional metal doping
分类号
O641.4 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
第一性原理研究Hf对ZrCoH_(3)放氢的影响
3
作者
曾祥
杨友山
机构
铜仁学院农林工程与规划学院
出处
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024年第4期180-188,共9页
基金
贵州省教育厅青年项目(黔教技[2022]355号)。
文摘
过渡金属元素Hf被设计成通过占据Co原子、Zr原子和间隙位点来添加到ZrCoH_(3)中.通过第一性原理计算研究了Hf对ZrCoH_(3)放氢的影响.发现用Hf掺杂会使ZrCoH_(3)不稳定,导致氢离解能(Ed)、Co-H平均单位键长的键序(SBOCo-H)降低,顺序为Zr_(16)Co_(16)H_(48)> Zr_(16)Co_(16)HfH_(48)> Zr_(16)Co_(15)HfH_(48)> Zr_(15)Co_(16)HfH_(48).理论研究表明在ZrCoH_(3)-Hf体系中,较弱的Co-H共价键相互作用、金属特性和Hf-H键的形成都有利于提高ZrCoH_(3)的放氢能力. Hf原子优先占据间隙位,但这对氢离解能影响很小,氢离解能与位置能之间存在悖论关系.尽管Zr_(15)Co_(16)HfH_(48)化合物具有低的氢离解能,表现出良好的放氢性能,但在实际应用Hf占据Zr位时需要消耗过高的能量成本.
关键词
储氢
ZrCoH_(3)
第一性原理计算
放氢性能
过渡金属元素掺杂
Keywords
Hydrogen storage
ZrCoH_(3)
First-principles calculations
Dehydrogenation performance
Transition metal element doping
分类号
K91 [历史地理—人文地理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
掺杂对CeO2基电解质材料性能的影响研究进展
张洁
赵梦杰
崔颍琦
李成刚
高金海
《无机盐工业》
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
Fe、Co和Ni掺杂LiBH_4放氢性能的第一性原理研究
莫晓华
蒋卫卿
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
第一性原理研究Hf对ZrCoH_(3)放氢的影响
曾祥
杨友山
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
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