锗酸镧基陶瓷电解质的制备与表征

【摘要】随着社会发展，人们对能源提出了新的要求，清洁能源和高效能源成为各国关注对象。固体氧化物燃料电池作为清洁高效能源开始受到人们的重视，而决定其电能转换效率的电解质的选择成为研究热点。中温（500℃-800℃）锗酸镧基陶瓷电解质因为其相对较低的工作温度、化学稳定性和较高的能量效率而成为首选。在此种背景下，我们对锗酸镧为基底的陶瓷电解质进行掺杂研究。本文使用以NaCl为熔盐的熔盐法进行制备，通过调节掺杂元素，使其在不同的反应时间以及不同的掺杂量等合成条件下，制备出具有磷灰石结构的电解质材料La9.37Ge5.9Co0.1O26、La9.4Ge5.9Mg0.1O26、La9.4Ge5.9Ni0.1O26、La9.38Ge5.9Mn0.1O26、La9.4Ge5.9Cu0.1O26与La9.4Ge5.8Co0.2O26、La9.47Ge5.8Mg0.2O26、La9.47Ge5.8Ni0.2O26、La9.42Ge5.8Mn0.2O26、La9.47Ge5.8Cu0.2O26。明确了煅烧时间对样品生成的影响，确定生成样品时间8小时为佳。制备的电解质材料都是尺寸均匀、大小为纳米级、结晶性较好、纯净无杂质的磷灰石结构的样品。在1100°C烧结一到二次制成致密的电解质材料La9.37Ge5.9Co0.1O26、La9.47Ge5.8Mg0.2O26、La9.47Ge5.8Cu0.2O26，在800℃时的电导率值都达到了10-2数量级，相比于未掺杂的材料La9.33Ge6O26在电导率上都有所提升。电学测试显示，在1100°C烧结一次的样品电导性更好，这种情况下，La9.37Ge5.9Co0.1O26和La9.47Ge5.8Cu0.2O26在电导率上相差不多，且都高于La9.47Ge5.8Mg0.2O26的电导率。
【作者】谢晓君；
【导师】崔啟良；高伟；
【作者基本信息】吉林大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】固体氧化物燃料电池；电解质；磷灰石结构；锗酸镧基；掺杂；

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