降低固体氧化物燃料电池的工作温度关键在于提高电解质材料的离子导电性,本项目通过纳米复合技术以实现提高电解质材料的氧离子导电性。利用软化学方法制备了La9.33Si6O26(LSO)、Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)、Ce0.85Bi0.15O1.925(BDC)、Zr1-xYxO2(YSZ)、La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85(LSGM)等多种纳米粉体,并按不同配比获得了LSO-SDC、LSO-BDC、YSZ-LSO和LSGM-SDC等纳米复合材料。利用XRD、SEM和TEM等分析了复合材料的微观结构;用交流阻抗测量系统测试分析材料的导电特性。研究得出,利用共沉淀合成方法、水热合成方法等湿化学方法能有效获得10-30 nm的纳米粉体,通过材料复合均能提高材料的氧离子导电性1-2个数量级。综合分析得出,复合材料及其界面结构特性对材料导电性的提高起着重要作用,纳米粉体有利于材料的烧结,同时复合材料中两组相的晶体结构或晶格常数的差异引起界面错配度增加,导致界面缺陷浓度(特别是氧空位)增加,从而使复合材料的离子导电性明显增加。
英文主题词Oxygen-ion conductor; nano-materials; composite materials; conductivity; interface characteristics