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钆掺杂氧化铈纳米材料的碳酸盐共沉淀法合成及导电性能研究 被引量:1
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作者 梁金 胡云楚 王赛 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1738-1741,共4页
采用碳酸氢铵共沉淀法合成了Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)纳米材料,并用交流阻抗谱技术研究其氧离子导电性能。XRD研究结果表明,经过600℃的热处理,共沉淀产物转变为具有单一立方萤石结构的CeO2超细粉体。在300MPa下将其压制成陶瓷坯体,分别在1... 采用碳酸氢铵共沉淀法合成了Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)纳米材料,并用交流阻抗谱技术研究其氧离子导电性能。XRD研究结果表明,经过600℃的热处理,共沉淀产物转变为具有单一立方萤石结构的CeO2超细粉体。在300MPa下将其压制成陶瓷坯体,分别在1150~1300℃下等温烧结4h。研究发现,1250℃烧结4h后,相对密度达到96.7%,其电导率在所有烧结样品中最高,600℃下氧离子电导率为1.1×10-2S/cm,在350~600℃温度范围内其氧离子电导活化能为0.63eV。对于碳酸氢铵共沉淀法制备的GDC纳米材料,1250℃致密化烧结是一个比较适宜的温度,烧结温度过高电导率反而下降。 展开更多
关键词 掺杂氧化铈 交流阻抗谱 电导率
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直接组装法制备氧化铈基金属支撑固体氧化物燃料电池
2
作者 柴润宇 张镇 +1 位作者 王孟龙 夏长荣 《无机材料学报》 北大核心 2025年第7期765-771,共7页
传统的金属支撑固体氧化物燃料电池(Metal-supported solid oxide fuel cell,MS-SOFC)通常使用氧化钇稳定的氧化锆(Yttria stabilized zirconia,YSZ)作为电解质,工作温度约为800℃。为了使MS-SOFC能够在中低温下工作,本研究选择在低温... 传统的金属支撑固体氧化物燃料电池(Metal-supported solid oxide fuel cell,MS-SOFC)通常使用氧化钇稳定的氧化锆(Yttria stabilized zirconia,YSZ)作为电解质,工作温度约为800℃。为了使MS-SOFC能够在中低温下工作,本研究选择在低温下导电性较高的钆掺杂氧化铈(Gadolinium doped ceria,GDC)作为电解质,以促进MS-SOFC的实际应用。本研究采用流延法制备了薄膜阳极(NiO-GDC)和薄膜电解质(GDC),采用超声喷涂法制备了阴极材料La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF)-GDC。将所得电池组装在金属支撑体上,制备了带有GDC薄膜电解质的MS-SOFC,并评价其电化学性能。在650℃时,电池的总阻抗为0.50Ω·cm^(2),其中欧姆阻抗为0.23Ω·cm^(2),极化阻抗为0.27Ω·cm^(2),最大功率密度为336 mW/cm^(2)。此外,电池在550℃、0.5 V恒定电压条件下运行100 h,电流密度没有明显衰减。温等静压与共烧结制备的电解质与阳极结合十分紧密,电池在长期运行后各层之间并未发生分层现象,这种结构稳定性为MS-SOFC的长期运行提供了保障。本研究通过流延-温等静压-直接组装法的工艺路线制备了具有优异电化学性能和长期稳定性的MS-SOFC,为中低温SOFC的工业化生产提供了新方案。 展开更多
关键词 金属支撑固体氧化物燃料电池 流延法 掺杂氧化铈
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钆掺杂氧化铈纳米陶瓷的中温介电行为
3
作者 朱桂兵 汪春昌 童磊 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2020年第2期196-201,共6页
采用溶胶凝胶法制备10mol%的Gd离子掺杂CeO2(GDC10)纳米陶瓷,并通过一系列测试方法表征了焙烧粉体的物相、形貌、晶粒尺寸及比表面积,测试了样品的介电参数,研究了其在温度为300-900 K,频率为1×10^2-1×10^6 Hz的环境下的介电... 采用溶胶凝胶法制备10mol%的Gd离子掺杂CeO2(GDC10)纳米陶瓷,并通过一系列测试方法表征了焙烧粉体的物相、形貌、晶粒尺寸及比表面积,测试了样品的介电参数,研究了其在温度为300-900 K,频率为1×10^2-1×10^6 Hz的环境下的介电性能和介电弛豫的形成机制。结果表明,Gd离子可以掺杂进CeO2晶格中,产生大量的游离氧空位;样品的介电常数在中低温区发生抛物线式的增高现象;而良好的湿敏特性在一定程度上会抑制介电弛豫的形成和介电常数的升高。 展开更多
关键词 gdc10陶瓷 弛豫 介电 溶胶凝胶法 掺杂氧化铈
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氧化钆掺杂氧化铈的分子动力学模拟
4
作者 陈云俊 孙毅 +1 位作者 刘一志 康高英 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期445-448,共4页
为了研究氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)在不同掺杂浓度下的晶格变化情况及工作机理,以牛顿第二定律为基础,建立了GDC的微观原子模型,采用分子动力学模拟的方法系统计算了工作状态下的GDC.计算结果显示:随掺杂浓度的增加,GDC晶格常数、O2--O2... 为了研究氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)在不同掺杂浓度下的晶格变化情况及工作机理,以牛顿第二定律为基础,建立了GDC的微观原子模型,采用分子动力学模拟的方法系统计算了工作状态下的GDC.计算结果显示:随掺杂浓度的增加,GDC晶格常数、O2--O2-最近邻距离不断增加,Ce4+-O2-、Gd3+-O2-最近邻距离却不断减小,且由当前常用的4种势函数计算的晶格构型并无太大差异.在模拟过程中,O2-的扩散系数随掺杂浓度的增加先增大后减小,当氧化钆浓度为8%左右时,扩散系数达到最大. 展开更多
关键词 氧化掺杂氧化铈 分子动力学模拟 晶格结构 扩散系数
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氧化钆掺杂氧化铈势函数的综述
5
作者 陈云俊 孙毅 +1 位作者 崔志伟 康高英 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期1-7,共7页
掺杂氧化钆的氧化铈(GDC)作为电解质被广泛用于固体氧化物燃料电池中。由于实验条件的限制,多采用分子动力学模拟技术研究GDC的相关性能。目前学术界存在几类描述GDC的势函数及对应的参数,但并没有文献对此做过较系统的总结。总结了目... 掺杂氧化钆的氧化铈(GDC)作为电解质被广泛用于固体氧化物燃料电池中。由于实验条件的限制,多采用分子动力学模拟技术研究GDC的相关性能。目前学术界存在几类描述GDC的势函数及对应的参数,但并没有文献对此做过较系统的总结。总结了目前广泛使用的几类参数,详细描述了各类参数的发展历程,分析了各自的优势及使用范围,并根据现有情况对该领域的可能趋势进行了大致的推断。 展开更多
关键词 电解质 掺杂氧化的氧化铈 分子动力学模拟 势参数
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沉积温度对MOCVD法制备固体氧化物燃料电池GDC阻挡层性质的影响
6
作者 马超 熊春艳 +1 位作者 徐源来 赵培 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第12期2197-2204,共8页
致密的氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层,防止绝缘相SrZrO3的生成,从而提高电池的耐久性。本文以四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)铈(Ce(DPM)_(4))和三(2,2,6,6-四甲基-3,5... 致密的氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层,防止绝缘相SrZrO3的生成,从而提高电池的耐久性。本文以四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)铈(Ce(DPM)_(4))和三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)钆(Gd(DPM)_(3))为前驱体,采用智能化学气相沉积设备在723~923 K在YSZ陶瓷基板表面制备GDC薄膜,并研究了不同沉积温度对GDC薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构和电化学性能的影响。在748~923 K时制备了具有(200)择优取向的淡黄色GDC薄膜,且GDC晶粒呈岛状生长模式。在873 K时得到了阻挡效果良好的(200)择优取向的淡黄色GDC薄膜。组装LSCF/GDC/YSZ/GDC/LSCF对称电池,在1073 K下测得电池阻抗为0.08Ω·cm^(2),活化能为1.52 eV,表明873 K为化学气相沉积法制备GDC薄膜的最佳沉积温度。 展开更多
关键词 氧化掺杂氧化铈 金属有机物化学气相沉积 沉积温度 固体氧化物燃料电池
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不同碳酸铵试剂对共沉淀法制备的GDC粉性状的影响 被引量:3
7
作者 谢朝晖 朱庆山 +1 位作者 姚生永 黄文来 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第5期935-940,共6页
Coprecipitation with carbonates is an effective method for synthesis of the doped ceria nanopowder. This study compared the compositions and properties of the Gd2O3-doped CeO2 (GDC) nanopowders resulted by two ammoniu... Coprecipitation with carbonates is an effective method for synthesis of the doped ceria nanopowder. This study compared the compositions and properties of the Gd2O3-doped CeO2 (GDC) nanopowders resulted by two ammonium carbonates, including a carbonate mixture from China and a pure carbonate reagent from abroad. It was found that the precursors from the two precipitants were same to each other in composition, with a formula (NH4)0.25CeGd0.25(CO3)2·2H2O. However, the GDC nanopowder resulted by the carbonate mixture had smaller particle sizes and thus better sinterability than that resulted by the pure ammonium carbonate reagent. 展开更多
关键词 掺杂氧化铈 碳酸铵 共沉淀
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复合电极Pt/5YSZ/GDC10的制备与优化(英文) 被引量:1
8
作者 孙小毛 林今 +6 位作者 邢学韬 龚靖博 周友 牟树军 刘长军 刘兴勇 胡强 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2018年第3期345-353,共9页
固体电极对于制备可实现高效能源转换和气体排放控制的固体氧化物器件具有重要意义。固体氧化物电极广泛用于固体氧化物燃料电池和电解池,然而其高温可靠性不完全令人满意。由铂(Pt)和氧化钇稳定的氧化锆(yttria stabilized zirconia,Y... 固体电极对于制备可实现高效能源转换和气体排放控制的固体氧化物器件具有重要意义。固体氧化物电极广泛用于固体氧化物燃料电池和电解池,然而其高温可靠性不完全令人满意。由铂(Pt)和氧化钇稳定的氧化锆(yttria stabilized zirconia,YSZ)制成的复合电极Pt/YSZ已广泛应用在氧气和氮氧化物(NOx)气体传感器上,即使在恶劣条件下其也表现出良好稳定性。常规Pt/YSZ电极Pt含量较高,增加了材料成本。本文旨在开发一种基于Pt、钆掺杂的氧化铈(10 mol%gadolinia doped ceria,GDC10)和氧化钇稳定的氧化锆(5 mol%yttria stabilized zirconia,5YSZ)的三组分固体电极,同两组分的Pt/YSZ电极相比,三组分电极Pt/5YSZ/GDC10的极化电阻和Pt含量都较低。在该三组分电极中,5YSZ可强化电极同5YSZ电解质间的连接,电极最佳组分(Pt/5YSZ/GDC10)配比为1:1:1。通过引入适当石墨,可以进一步降低电极铂含量,同时可以达到更低的极化电极电阻。石墨最佳添加量在10-30wt.%。电极进行SDC20浸渍处理可显著提升其电性能。浸渍后的电极对温度变化更敏感,活化能为100-120 k J·mol^(-1)。电极同电解质共烧与二者单独烧结相比,前者的电极电阻稍高。 展开更多
关键词 铂(Pt) 固体电极 固体氧化物器件 氧化钇稳定的氧化锆(YSZ) 掺杂的氧化铈(gdc)
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Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)固体电解质膜的制备 被引量:2
9
作者 程继贵 查少武 +1 位作者 刘杏芹 孟广耀 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1084-1087,共4页
以硝酸铈和氧化钆为前驱物 ,采用凝胶浇注工艺合成了钆掺杂氧化铈 (Ce0 .8Gd0 .2 O1 .9,简称 GDC)粉体。然后用流延工艺制备了 GDC固体电解质薄膜。采用 DTA-TG、XRD、TEM等方法研究了粉体的相形成、粒度等与合成工艺的关系。通过密度... 以硝酸铈和氧化钆为前驱物 ,采用凝胶浇注工艺合成了钆掺杂氧化铈 (Ce0 .8Gd0 .2 O1 .9,简称 GDC)粉体。然后用流延工艺制备了 GDC固体电解质薄膜。采用 DTA-TG、XRD、TEM等方法研究了粉体的相形成、粒度等与合成工艺的关系。通过密度测定及显微组织观察等技术研究了流延生坯的烧结性能。借助交流阻抗谱仪对所制备的 GDC电解质膜的电导率进行了测量。结果表明 ,采用本实验的凝胶浇注方法 ,在 70 0℃温度下煅烧干凝胶 ,即可制备出纯度高、组成均匀、相结构完整、纳米粒度的 GDC粉体。而且所得粉体具有较高的烧结活性 ,其流延生坯经 1 45 0℃烧结后的相对密度可达 95 %以上。所得 GDC电解质膜在 70 0℃空气中的氧离子电导率可达 4.6S/ m。 展开更多
关键词 Ce0.8Gd0.2O1.9 固体电解质膜 制备 掺杂氧化铈 凝胶浇注 流延法 固体氧化物燃烧电池
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Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9-δ)氧离子固体电解质的制备 被引量:1
10
作者 陈爱莲 陈杨 杨建平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期885-887,共3页
掺杂CeO2基复合氧化物是一种很有应用前景的中温固体电解质材料。以Ce(NO3)3.6H2O、Gd(NO3)3.6H2O为原料,NH4HCO3为沉淀剂,采用雾化共沉淀工艺合成了Ce0.8Gd0.2O1.9-δ粉体。XRD测定表明,Ce0.8Gd0.2O1.9-δ粉体及其烧结体均为立方萤石结... 掺杂CeO2基复合氧化物是一种很有应用前景的中温固体电解质材料。以Ce(NO3)3.6H2O、Gd(NO3)3.6H2O为原料,NH4HCO3为沉淀剂,采用雾化共沉淀工艺合成了Ce0.8Gd0.2O1.9-δ粉体。XRD测定表明,Ce0.8Gd0.2O1.9-δ粉体及其烧结体均为立方萤石结构,符合电解质材料的要求。TEM图片显示所得粉体呈近球形,分散性较好且具有较高的烧结活性。将所合成的粉体在1 400℃下烧结制得了较致密的固体氧化物电解质陶瓷样品,此烧结温度比普通粉体的烧结温度(>1 600℃)低了200℃以上。不同温度下所得烧结样品的Arrhenius曲线研究表明,提高致密度对提高电导率具有重要意义。 展开更多
关键词 掺杂氧化铈 固体电解质 制备
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La0.05Ba0.95FeO3-δ-Gd0.2Ce0.8O2-δ双相透氧膜材料的制备及其性能研究 被引量:2
11
作者 沈乐宇 邓红 赵海雷 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2020年第6期913-918,共6页
采用传统陶瓷方法制备了致密的La0.05Ba0.95FeO3-δ(LBFO)-Gd0.2Ce0.8O2-δ(GDC)双相透氧膜材料,并对不同比例的双相材料进行结构和性能表征。结果表明,LBFO和GDC之间具有很好的化学相容性,1300°C致密化烧结后未见杂质产生。两相... 采用传统陶瓷方法制备了致密的La0.05Ba0.95FeO3-δ(LBFO)-Gd0.2Ce0.8O2-δ(GDC)双相透氧膜材料,并对不同比例的双相材料进行结构和性能表征。结果表明,LBFO和GDC之间具有很好的化学相容性,1300°C致密化烧结后未见杂质产生。两相可以相互结合形成致密陶瓷。GDC相含量的增加使材料的电导率、透氧率降低,但有助于材料结构稳定性的提高。当GDC含量为70wt.%时,该透氧膜材料在还原气氛下具有较好的稳定性,其透氧率在900℃时可以到达0.34 mL·min^-1·cm^-2。 展开更多
关键词 透氧膜 双相材料 铁基钙钛矿 掺杂氧化铈 结构稳定性
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美拉德法制备SOFCs用Gd0.2Ce0.8O1.9电解质粉体的研究 被引量:1
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作者 张铭江 杜丽莎 +2 位作者 卢劲燃 谭媛 熊春艳 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第6期1134-1139,共6页
使用无水葡萄糖作为有机溶剂,尿素作为助剂,采用绿色环保的美拉德法一步合成了纳米钆掺杂的氧化铈晶体(Gd0.2Ce0.8O1.9,GDC)。通过TG/DSC、XRD、Raman spectroscopies、FESEM、in-situ XRD和交流阻抗谱等技术手段对合成的GDC材料进行结... 使用无水葡萄糖作为有机溶剂,尿素作为助剂,采用绿色环保的美拉德法一步合成了纳米钆掺杂的氧化铈晶体(Gd0.2Ce0.8O1.9,GDC)。通过TG/DSC、XRD、Raman spectroscopies、FESEM、in-situ XRD和交流阻抗谱等技术手段对合成的GDC材料进行结构和性能表征。结果表明,合成的GDC粉末具有单一的立方萤石结构,在10~50 nm范围内形成尺寸可调、粒径分布窄、结晶度高的纯相纳米颗粒。800℃煅烧的粉体经1550℃烧结后可以得到平均晶粒尺寸为3μm,晶界数量较少的致密GDC电解质片,其具有较好的电化学性能和结构稳定性。本文工作表明美拉德法适用于GDC的合成。 展开更多
关键词 纳米晶体 掺杂氧化铈 美拉德法 电解质 电化学阻抗
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