Ba1.03Ce0.9-xZrxTm0.1O3-a固体电解质的化学稳定性和电性能.pdfVIP

第 28卷第 12期 无 机 化 学 学 报 Vo1_28No．12 2012年 12月 CHINESEJ0URNALOFINORGANIC CHEMISTRY 2643．2649 Ba。∞Cen Tmno 固体 电解质的化学稳定性和电性能 仇立干 王茂元 孙玉凤 王婷梅 (盐城师范学院化学化工学院，盐城 224051) 摘要：用高温固相反应法制备了非化学计量组成的Ba Ce。 m。O =0．2，0．4)固体 电解质。分别用粉末 X一射线衍射(XRD) 和扫描电镜(SEM)方法表征 了这两种材料的相组成和断面形貌 ，测定了它们在 900℃下，C0 以及水蒸气气氛 中的化学稳定性。 在 500900oC温度范围内．分别用气体浓差电池方法和交流阻抗谱技术研究了材料在不同气体气氛中的离子导电性，研究了以 这两种材料为 固体 电解质 的氢一空气燃料 电池性能 。结果表 明，Ba，Ce。7Zrn2Tm舢O 材料为单一钙钛矿型斜方 晶结构 ， Ba，CeoZroTm。O 材料为单一钙钛矿型立方 晶结构 。2种材料均具有较高的致密性和化学稳定性。在 500一900℃温度范 围内、 , ~ ． , Cen7Zr0Tm。。0 材料表现为纯的离子导电性，而 Ba Ce5Zr0I O 材料表现为离子和电子的混合导 电性 ； 湿润氢气 中，Ba ． 2 ． 在湿润空气 中．两种材料均表现为质子 、氧离子和电子空穴的混合导 电性 ；在氢～空气燃料 电池条件下 ，均表现为质子 、氧离子 和 电子 的混合导 电性 以这 两种材料 为 固体 电解质 的氢一空气 燃料 电池均 能稳定地 工作 。在相 同实验条 件下 ， Ba1Cen7Z 2．IImn103材料的离子导 电性及其氢一空气燃料 电池性能均高于 Ba1mlCe0~Zr0 nn1O3材料。 ．03 关键词 ：Ba103Cen 、mn0 ；化学稳定性 ；离子导 电性 ；燃料 电池 中图分类号：0611．4；0614．23+3；0614．33+2；0614．412 文献标识码：A 文章编号：1001—4861(2012)12—2643—07 ChemicalStabilityandElectricalPropertiesofBa1．o3Ce rxTmolO3_~SolidElectrolytes QIULi-Gan WANGMao—Yuan SUNYu—Feng WANGTing—Mei (SchoolofChemistryandChemicalEngineering,YanchengTeachersUniversity,Yancheng,Jiangsu224051，China) Abstract：Bal03Cen9 Tm叭O3 =0．2，0．4)solidelectrolyteswithnonstoichiometriccompositionwereprepared byhightemperaturesolid—statereaction．Phasecompositionand fracturemorphologiesofthetwomaterialswere characterizedbyusingXRD andSEM，respectively．Chemicalstabilityagainstcarbondioxideandwatersteam at 900oC wastested．Ionicconductionwasstudiedbyusinggasconcentrationcellandacimpedancespectroscopy methods，andtheperforma