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Gd2O3掺杂量对Ce1-xGdxO2-δ电解质导电性能的影响

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  • 【题名】:Gd2O3掺杂量对Ce1-xGdxO2-δ电解质导电性能的影响
  • 【年份】:2020
  • 【作者】:刘媛媛,李舒婷,彭军,安胜利
  • 【关键词】:固体氧化物燃料电池  Ce1-xGdxO2-δ电解质  电导率  Hebb-Wagner极化法
  • 【摘要】:在500~700℃时,Gd2O3掺杂CeO2具有较高的离子电导率,从而被广泛应用于中温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)中。但在SOFC运行时,在电池的阳极侧Ce4+会被还原成Ce3+,产生电子泄露现象,从而造成SOFC电池性能的衰减。采用溶胶-凝胶法成功制备Ce1-xGdxO2-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,摩尔分数)固体电解质,研究不同Gd3+掺杂量对GDC电解质总电导率和电子电导率的影响,同时对总电导率、电子电导率与温度、氧分压之间的关系进行分析。结果表明:测试温度为750℃、Gd3+掺杂量为0.20时,GDC电解质的总电导率最大,达到8.59×10-2 S·cm-1;电子电导率随着Gd3+掺杂量的增大而降低,当Gd3+掺杂量为0.10、测试温度为750℃时,GDC电解质的电子电导率最大,为6.47×10-4 S·cm-1。Gd2O3掺杂量为0.20的GDC电解质具有最高的总电导率和较小的电子电导率,从而突显出最高的离子电导率。
  • 【期刊名】:材料工程
  • 【分类号】:O614.332;TM911.4
  • 【期号】:第6期
  • 【资金项目】:国家自然科学基金项目(51474133,51974167);内蒙古自然科学基金项目(2017MS0221,2017BS0504)
  • 【作者单位】:内蒙古科技大学材料与冶金学院;内蒙古先进陶瓷材料与器件重点实验室;内蒙古科技大学化学与化工学院
  • 【页码】:118-124
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