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。 展开更多

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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CeO_2基中温电解质材料的掺杂改性 被引量：3

2

作者 杨建平 陈志刚 +1 位作者 李霞章 陈杨 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期684-688,共5页

CeO2基材料作为一种很有前景的中、低温固体电解质材料,在具有高的离子导电性能的同时,还要保证具有工作条件下的化学稳定性能,以及很好的烧结性能和机械性能。综述了通过掺杂改性来提高CeO2基电解质材料的电性能、烧结性能和机械性能... CeO2基材料作为一种很有前景的中、低温固体电解质材料,在具有高的离子导电性能的同时,还要保证具有工作条件下的化学稳定性能,以及很好的烧结性能和机械性能。综述了通过掺杂改性来提高CeO2基电解质材料的电性能、烧结性能和机械性能方面的研究进展,比较了各类掺杂制备方法,并指出液相掺杂中的共沉淀法和均匀沉淀法是目前制备CeO2基电解质材料最有效的方法,最后对CeO2基电解质材料研究的发展方向提出了展望。 展开更多

关键词 ceo2基电解质材料 掺杂 共沉淀法:均匀沉淀法

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氧化铟-稀土氧化物共掺CeO2基导电电解质材料的制备与表征

3

作者 张鸿 王申存 +1 位作者 李璐君 李志成 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A07期2706-2708,共3页

设计了以氧化铟与稀土氧化物（La2O3或Nd2O3）为共同掺杂元素的新型掺杂技术，并利用以聚乙烯醇为聚合剂的化学合成方法制备了CeO2基氧离子导电电解质材料。X射线衍射分析表明，本实验采用的湿化学合成方法容易获得具有纳米结构的高纯... 设计了以氧化铟与稀土氧化物（La2O3或Nd2O3）为共同掺杂元素的新型掺杂技术，并利用以聚乙烯醇为聚合剂的化学合成方法制备了CeO2基氧离子导电电解质材料。X射线衍射分析表明，本实验采用的湿化学合成方法容易获得具有纳米结构的高纯氟化钙型结构的CeO2基导电材料．材料导电性的交流阻抗测试分析说明，适当比例的氧化铟与稀土氧化物共掺能有效提高CeO2的导电性；其导电性比相同合成方法制备的Sm2O3掺杂CeO2的导电性更好。利用有效离子半径和相关结合焓理论分析了不同掺杂氧化物对CeO2基材料离子导电性影响。 展开更多

关键词 ceo2基电解质 氧化铟与稀土氧化物 共掺杂技术 离子导电性

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中低温高电导率CeO_2基电解质的研究进展 被引量：1

4

作者 黄金 王延忠 +3 位作者 苏庭庭 刘炜 胡保全 杨金龙 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期140-143,152,共5页

综述了中低温下高电导率CeO2基电解质材料研究的最新进展,重点评述了双掺杂和纳米复相提升CeO2基电解质材料电导率和抑制电子电导的机理,并指出了未来CeO2基电解质材料的发展方向。

关键词 ceo2基电解质 双掺杂 复相电解质 电子电导

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Co元素掺杂对CeO_2基固态电解质导电行为的影响 被引量：3

5

作者 吴闪 朱延俊 +4 位作者 赵梦媛 解昊 杨星 边凌锋 孟彬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期133-138,共6页

分别采用晶格固溶(Solid Solution,SS)和晶界择优偏聚(Grain Boundary Segregation,GBS)两种方式将Co元素添加至Gd掺杂的CeO_2粉末(GDC)内,研究两种添加方式对GDC电导行为的影响。首先采用共沉淀法制备10%Gd(摩尔分数,下同)掺杂的GDC粉... 分别采用晶格固溶(Solid Solution,SS)和晶界择优偏聚(Grain Boundary Segregation,GBS)两种方式将Co元素添加至Gd掺杂的CeO_2粉末(GDC)内,研究两种添加方式对GDC电导行为的影响。首先采用共沉淀法制备10%Gd(摩尔分数,下同)掺杂的GDC粉末(10GDC),再分别通过以上两种方式将1%Co元素添加至10GDC粉末中,得到10GDC-1Co(SS)和10GDC-1Co(GBS)粉末样品。上述粉末样品中只含有CeO_2固溶体相,晶粒尺寸范围为10.1~12nm。将Co掺杂前后粉末样品在1000℃下烧结1h,分别得到10GDC,10GDC-1Co(SS)和10GDC-1Co(GBS)片状陶瓷样品。烧结后所有陶瓷样品中均只含有CeO_2固溶体相,晶粒尺寸范围为44.5~59.7nm。10GDC-1Co(SS)和10GDC-1Co(GBS)样品的电导率均高于10GDC样品的电导率,当测试温度低于430℃时,10GDC-1Co(GBS)样品的电导率高于10GDC-1Co(SS)样品;当测试温度高于430℃时,10GDC-1Co(SS)样品的电导率高于10GDC-1Co(GBS)样品。 展开更多

关键词 ceo2基固态电解质 晶格固溶 晶界择优偏聚 电导率

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脉冲电铸制备纳米CeO2增强镍基复合材料 被引量：7

6

作者 兰明明 薛玉君 +2 位作者 段明德 马伟 李济顺 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期33-36,共4页

用脉冲电铸技术制备了纳米CeO2增强镍基复合材料,研究了镀液中纳米CeO2颗粒添加量、阴极平均电流密度、占空比及脉冲频率对电铸复合材料中CeO2含量的影响,并对复合材料的显微硬度和表面形貌进行了分析。结果表明:在CeO2添加量40 g.L-1... 用脉冲电铸技术制备了纳米CeO2增强镍基复合材料,研究了镀液中纳米CeO2颗粒添加量、阴极平均电流密度、占空比及脉冲频率对电铸复合材料中CeO2含量的影响,并对复合材料的显微硬度和表面形貌进行了分析。结果表明:在CeO2添加量40 g.L-1、阴极平均电流密度4A.dm-2、占空比0.2、脉冲频率1 000 Hz的条件下,电铸复合材料中CeO2含量最高为2.98%;其显微硬度为484 HV,较脉冲纯镍的323 HV有明显提高;与直流电铸纳米CeO2增强复合材料相比,脉冲电铸制备的复合材料表面更平整,组织更致密,晶粒更细小,且减少了纳米CeO2颗粒的团聚现象。 展开更多

关键词 脉冲电铸 纳米ceo2 镍基复合材料 表面形貌

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双掺杂铈基电解质材料的研究 被引量：2

7

作者 唐安江 关星宇 +1 位作者 高姗姗 杨俊艺 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期85-87,共3页

主要针对掺杂Zr4+的CeO2基电解质材料进行研究,并引入了第二种掺杂离子Sc3+,以期望能进一步改善其电性能。分析了该两种元素不同掺杂比例对电解质的电导率、微观性质及热过程的影响,并对产生这些差异的原因进行了初步探讨。采用固相法... 主要针对掺杂Zr4+的CeO2基电解质材料进行研究,并引入了第二种掺杂离子Sc3+,以期望能进一步改善其电性能。分析了该两种元素不同掺杂比例对电解质的电导率、微观性质及热过程的影响,并对产生这些差异的原因进行了初步探讨。采用固相法制取双掺杂的CeO2基电解质粉体,并对其最佳条件做了详细的分析。实验结果表明:在微观性质方面,经XRD分析可知,Sc3+改善了ZrO2在CeO2的固溶情况;在电性能方面,应用交流阻抗谱法分析了双掺杂的CeO2基电解质,可知其电导率有一定程度的提高,并得出Sc3+∶Zr4+∶Ce4+在摩尔比为5∶25∶7时活化能最小,电导率最佳。 展开更多

关键词 双掺杂Sc ZR ceo2基电解质 中低温固体氧化物燃料电池

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固体氧化物燃料电池CeO_2基阳极材料的研究进展 被引量：4

8

作者 李春玲 张丽敏 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2015年第5期453-458,共6页

直接采用碳氢化合物作为燃料是固体氧化物燃料电池(SOFC)技术发展的必然趋势,因而开发能够直接使用碳氢化合物燃料的新型SOFC阳极材料是十分必要的。由于CeO2基复合材料对碳氢化合物燃料有良好的催化性能,并且具有较高的氧化还原能力及... 直接采用碳氢化合物作为燃料是固体氧化物燃料电池(SOFC)技术发展的必然趋势,因而开发能够直接使用碳氢化合物燃料的新型SOFC阳极材料是十分必要的。由于CeO2基复合材料对碳氢化合物燃料有良好的催化性能,并且具有较高的氧化还原能力及优异的储放氧性能,因此被越来越广泛地应用到SOFC的阳极材料中。文章系统总结并分析了目前较为广泛研究的Mn、Fe、Cu、Co和Ni单一掺杂和共掺杂CeO2作为SOFC阳极材料的物理特性及电化学性能,并对CeO2基复合氧化物作为中温SOFC阳极材料的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 ceo2基材料 阳极 碳氢化合物 电化学氧化

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固体氧化物燃料电池电解质材料Ce0.8Sm0.2-xCuxO1.9-δ的制备与性能研究 被引量：1

9

作者 邵凌波 田长安 +3 位作者 梁升 王亚君 陈捷 阳杰 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第5期1608-1613,共6页

以硝酸铈、硝酸铜、硝酸钐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池(SOFCs)电解质材料Ce0.8Sm0.2-xCuxO1.9-δ(x=0、0.02、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20),并通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微... 以硝酸铈、硝酸铜、硝酸钐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池(SOFCs)电解质材料Ce0.8Sm0.2-xCuxO1.9-δ(x=0、0.02、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20),并通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗(AC)等技术对样品进行了分析表征。结果表明,采用溶胶-凝胶法经600℃煅烧所得粉体呈现出单相的立方萤石结构,超细粉体Ce0.8Sm0.2-xCuxO1.9-δ具有较高的烧结活性。经1500℃烧结3 h后得到的Ce0.8Sm0.2-xCuxO1.9-δ系列电解质陶瓷,其相对密度均大于95%。电化学性能研究表明,Sm、Cu双掺杂可以提高CeO2基电解质的性能。其中,Ce0.8Sm0.18Cu0.02O1.89电导率最大,在800℃时达到0.06 S/cm,活化能为0.33 eV。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 ceo2基电解质 电导率 双掺杂

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固体氧化物燃料电池电解质材料的研究进展 被引量：5

10

作者 汪灿 刘宁 +1 位作者 石敏 许育东 《材料导报》 EI CAS CSCD 2004年第F04期264-266,259,共4页

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换效率高和环境友好的新能源装置。综述了SOFC中固体电解质的研究进展，概述了ZrO2基、CeO2基、Bi2O3基和以掺杂的LaGaO3为代表的钙钛矿结构固体电解质的研究情况。稳定的高离子电导率固体电解质... 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换效率高和环境友好的新能源装置。综述了SOFC中固体电解质的研究进展，概述了ZrO2基、CeO2基、Bi2O3基和以掺杂的LaGaO3为代表的钙钛矿结构固体电解质的研究情况。稳定的高离子电导率固体电解质的研制及其薄膜化研究是降低SOFC工作温度的两个主要途径。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 研究进展 电解质材料 固体电解质 能量转换效率 LAGAO3 SOFC 钙钛矿结构 BI2O3 离子电导率 能源装置 环境友好 ZRO2 ceo2 研究情况 工作温度 薄膜化

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溶胶-凝胶法合成超细Ce_(1-x)Gd_xO_(2-x/2)电解质粉体 被引量：6

11

作者 杨乃涛 孟波 谭小耀 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期572-575,共4页

本文应用溶胶 凝胶法制备了中温固体氧化物燃料电池电解质材料Ce1 -xGdxO2 -x 2 (CGO) ,研究了凝胶剂用量和焙烧温度对CGO的晶相、粒度及粒度分布、粒子形态结构以及电导率等性能的影响。结果表明该方法合成CGO粉末粒子在 6 0nm左右 ,... 本文应用溶胶 凝胶法制备了中温固体氧化物燃料电池电解质材料Ce1 -xGdxO2 -x 2 (CGO) ,研究了凝胶剂用量和焙烧温度对CGO的晶相、粒度及粒度分布、粒子形态结构以及电导率等性能的影响。结果表明该方法合成CGO粉末粒子在 6 0nm左右 ,当凝胶剂用量不小于 2倍摩尔产品量时可以不通过焙烧即可得到较完整的萤石型结构 ,130 0℃以上焙烧时颗粒开始长大。用柠檬酸或甘氨酸作凝胶剂对制备的CGO电导率没有影响。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 固体氧化物燃料电池 ceo2基电解质 纳米粉体

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CeO_2负载多孔碱激发钢渣基催化剂的制备及其光催化性能 被引量：2

12

作者 康乐 张耀君 +2 位作者 张力 张科 杨梦阳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期875-880,共6页

固体废弃物高附加值利用是资源可持续发展的重要途径之一,创新性的提出了以丙烯酸树脂乳液为孔形成剂,对碱激发钢渣基胶凝材料的孔结构进行调变,制备出新型多孔碱激发钢渣基胶凝材料,采用初湿浸渍法合成了一种新型的CeO_2负载的多孔钢... 固体废弃物高附加值利用是资源可持续发展的重要途径之一,创新性的提出了以丙烯酸树脂乳液为孔形成剂,对碱激发钢渣基胶凝材料的孔结构进行调变,制备出新型多孔碱激发钢渣基胶凝材料,采用初湿浸渍法合成了一种新型的CeO_2负载的多孔钢渣基催化剂。利用XRF,XRD,BET,UV-Vis DRS等手段对光催化剂的组成、结构及光谱性能进行了表征,评价了其光催化分解水制氢活性。结果表明:孔形成剂的加入,改变了碱激发钢渣基胶凝材料的孑L结构,其介孔体积增加了70.27%,负载8 Wt%CeO_2的光催化剂介孔体积增加了144.14%。在模拟太阳光源辐照6 h后,负载8 Wt%CeO_2的光催化剂的最高产氢活性(7 653μmol·g^(-1))和产氢速率[1 275.5μmol·(g·h)^(-1)]归因于介孔体积增加了水分子的传质速率以及高分散的CeO_2活性组分与载体中FeO形成的耦合半导体促进了光生电子-空穴对的高效分离。 展开更多

关键词 碱激发 钢渣基胶凝材料 孔形成剂 ceo2 光催化产氢

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SOFC电解质与电极材料的燃烧合成及性能

13

作者 谢德明 邵海波 吴芳芳 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期296-300,共5页

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧合成了CeO2基SOFC的电解质与电极材料,主要使用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)初步研究了烧结温度对掺杂CGO(Ce0.8Gd0.2O1.9)、YSZ(Zr0.92Y0.08O2)、NiO、LSCF(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ)相结构的影响以及CGO、L... 采用柠檬酸-硝酸盐燃烧合成了CeO2基SOFC的电解质与电极材料,主要使用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)初步研究了烧结温度对掺杂CGO(Ce0.8Gd0.2O1.9)、YSZ(Zr0.92Y0.08O2)、NiO、LSCF(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ)相结构的影响以及CGO、LSCF的失效机理。实验结果表明,经过时效处理后的CGO的晶界处以及晶粒表面都生成了大量的小孔,LSCF的失效可能源于其表面结构和相组成的变化。 展开更多

关键词 SOFC 燃烧合成 ceo2 电解质 电极材料

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MCFC用电解质基板的相稳定性

14

作者 傅拥峰 陈刚 胡克鳌 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第2期76-78,共3页

采用浸入法来模拟熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)环境,研究了MCFC电解质基板材料LiAlO_2在不同条件下相的稳定性。α-、β-LiAlO_2在空气环境下是不稳定的;在含CO_2气氛中却发现γ-和α-两相存在相互转变,说明混合体系在MCFC环境下能够保持... 采用浸入法来模拟熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)环境,研究了MCFC电解质基板材料LiAlO_2在不同条件下相的稳定性。α-、β-LiAlO_2在空气环境下是不稳定的;在含CO_2气氛中却发现γ-和α-两相存在相互转变,说明混合体系在MCFC环境下能够保持初始相组成。 展开更多

关键词 MCFC 熔融碳酸盐燃料电池 LiAlO2 电解质基板 相稳定性 材料 锂铝复合氧化物

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LB膜法制备Y_2O_3掺杂的CeO_2超薄陶瓷膜的X光电子能谱(XPS)研究 被引量：5

15

作者 吕卫星 方堃 +1 位作者 郭卫华 何平笙 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期16-19,共4页

利用LB膜技术发展了一种制备组分可控的超薄陶瓷膜的方法。以Ce,Y的 β 二酮络合物作为表面离子 ,替代传统的亚相离子 ,制得混合LB膜。并将它作为前驱物成功制得了Y2 O3 掺杂的CeO2 (YDC)超薄膜。XPS谱表明 。

关键词 LB膜 制备 Y2O3 掺杂 ceo2 超薄陶瓷膜 XPS 氧化钇 二氧化铈 固体氧化物燃料电池 固体电解质材料

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整体式纳米碳负载Ni-CeO2催化剂高效催化转化CO2合成天然气 被引量：2

16

作者 郭琳 郭章龙 +2 位作者 李世艳 许驰 刘岳峰 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1-6,19,共7页

以纳米碳管为基底,通过简易研磨、成型的方法制备出整体成型的氮掺杂碳复合材料;采用该整体式氮掺杂纳米碳(NCNT-foam)为载体,通过浸渍法成功制备了Ni-CeO2/NCNT-foam催化剂。该催化剂在CO2甲烷化反应中表现出优异的低温催化反应活性,... 以纳米碳管为基底,通过简易研磨、成型的方法制备出整体成型的氮掺杂碳复合材料;采用该整体式氮掺杂纳米碳(NCNT-foam)为载体,通过浸渍法成功制备了Ni-CeO2/NCNT-foam催化剂。该催化剂在CO2甲烷化反应中表现出优异的低温催化反应活性,在反应温度为320℃时,该催化剂上CO2转化率可达80.1%,目标产物CH4的选择性高达99.7%。利用扫描电镜(SEM)及元素分布(EDS elemental mapping)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、程序升温表面反应(TPSR)等技术表征分析,证实了该整体式催化剂优异的催化活性主要来源于材料表面特有的大孔-介孔贯通的多孔结构和高比表面积,以及在活性金属Ni与CeO2助剂界面处存在的用于活化CO2分子的氧空位。该工作为设计低温催化活化和转化CO2用整体式催化剂提供了一种设计思路。 展开更多

关键词 CO2催化转化 甲烷化 整体式碳纳米材料 镍基催化剂 ceo2助剂

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