掺杂钛酸锶sofc阳极材料的制备与电性能研究

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1、中文摘要掺杂钛酸锯材料由于其具有混合离子一电子电导且对碳氢燃料有良好的催化性能而被认为具有作为新型SOFC阳极材料潜在的应用价值。本文对掺杂钛酸锶新型SOFC阳极材料的制备和电学性能进行了研究，探讨了其作为新型阳极材料的可行性。对Y203掺杂钛酸锶Srl-1．5。Y。Ti03(x=0．01、0．02、0．03、0．04、0．05)和La203掺杂钛酸锶Srl-1．5。La。Ti03(x=0．1、0．2、0．3、0．4、0．5)的预合成和烧结工艺进行了研究。通过DSC--TG分析粉料的预合成制度；通过XRD分析了1100℃下预合成后粉料的晶体结构为

2、典型的钙钛矿结构；根据DIL分析确定不同物质掺杂钛酸锶的最佳烧结温度，采用排水法测定了试样的烧结密度；1400℃烧结的Y203掺杂钛酸锶的试样密度达到理论密度的93％以上，1600℃烧结的L矗203掺杂钛酸锶试样的密度达到理论密度的94％以上．对掺杂钛酸锶的电学性能进行了研究，Y203和La203掺杂钛酸锶的电导率均随掺杂量的增加而出现最大值，随测试温度的增加而降低，其中，1400℃烧结的Y203掺杂钛酸锶电导率高于1450℃下烧结的试样电导率，当钛酸锶中Y203的掺杂量为0．04tool时，800℃电导率达到最大为26．3S／cm：1600℃下

3、烧结La203掺杂钛酸锶的电导率高于Y203的电导率，且当钛酸锶中La203掺杂量为0．15mol时其电导率在800℃最高为103．5S／cm。对掺杂钛酸锶材料和电解质YSZ在1400℃下共烧没有发生化学反应，表现出良好的化学相容性。为优化阳极材料的电学性能，对Y203、C0304和La203、C0304复合掺杂钛酸锶材料的电学性能进行了尝试性研究，但是复合掺杂产生了缺陷缔合而不利于电导率的提高。关键词：Y203掺杂钛酸锶，La203掺杂钛酸锯，阳极材料，复合掺杂钛酸锶，电导率ABSTRACTDopedSrTi03isconsideredtobe

4、thepotentialanodematerialforSOFCbecauseofitsmixedionic·electronicconductivifiesandexcellentcatalysistohydrocarbonfuels．Inthispaper,thepreparationandelectricalperformanceofSrTi03usedforSOFCanodematerialswereinvestigated．ThecalcinationsprocessofY20sdopedSrTi03Srl．1．5xY，Ti03(x=O

5、．01，O．02，O．03，0．04，0．05)andLa203dopedSrTi03Srl．1．5xLaxTi03(x=0．1，0．2，0．3，O．4，0．5)wereinvestigatedbyDSC-TG．Thestructureofthe1100℃calcinedpowderswasexaminedbyX·raydiffraction(XRD)．耽eoptimalsinteringtemperatureofSrTi03dopedwithdifferentsubstancesWasinvestigatedbasedonDILanalysis

6、．DensityofsampleswasmeasuredbytheArchimedesprinciple．TherelativedensityofY203dopedSrTi03samplesislargerthan93％，andLa203dopedSrTi03iSlargerthan94％．ElectricalperformanceofdopedSrTi03waSstudied．ThcconductivityofdopedSrTi03showedapeakastheincreaseofdopantcontent，anddecreasedwitht

7、heincreaseoftesttemperature．Y203dopedSrTi03sinteredat1400℃ishighorthanthatat1450"(2．Theconductivityreachedthemaximal26．3S／eraat800"(2whenthecontentofY203was8m01％．TheconductivityofLa203dopedSrTi03sinteredat1600℃Was103．5S／cmat800"12whenthecontentofLa203was30m01％．Thereisnochemic

8、alreactionbetweendopedSrTi03andYSZsinteredat1400℃thatshowedgoodchemi