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低温燃烧合成氧化钆掺杂氧化铈粉体

硅酸盐学报 2005年第3期33卷 309-313页

作者：宋希文彭军赵永旺安胜利赵文广内蒙古科技大学材料科学与工程学院

采用低温燃烧合成制备了Gd2O3掺杂CeO2(gadoliniadopedceria,GDC)纳米粉体。差热/热重分析结果表明,硝酸铈/柠檬酸凝胶的点火温度约为230℃。探讨了有机还原剂、点火方式等对掺杂CeO2纳米粉体比表面积的影响。有机还原剂对粉体的比表... 详细信息

采用低温燃烧合成制备了Gd2O3掺杂CeO2(gadoliniadopedceria,GDC)纳米粉体。差热/热重分析结果表明,硝酸铈/柠檬酸凝胶的点火温度约为230℃。探讨了有机还原剂、点火方式等对掺杂CeO2纳米粉体比表面积的影响。有机还原剂对粉体的比表面积有较大的影响, 当体系中同时添加柠檬酸、乙酸和乙二醇作为还原剂时,燃烧合成的CeO2粉体比表面积最大,为41.116m2/g。点火方式对粉体的比表面积影响较小。在空气中于650℃焙烧2h后,掺杂CeO2粉体为立方萤石结构,晶胞常数为0.5430nm。

关键词：低温燃烧合成氧化钆掺杂氧化铈纳米粉体固体电解质

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添加铋之氧化钆掺杂氧化铈对烧结性能的影响

山东化工 2017年第11期46卷 33-34,37页

作者：杨琳江门职业技术学院广东江门529090

采用溶胶凝胶法制备氧化钆掺杂氧化铈(GDC)纳米粉体,根据阿基米德原理测定烧结试样的体积密度和相对密度,采用扫描电子显微镜观察1250℃下不同氧化铋添加量的GDC断面形貌。分析和探讨了氧化铋含量对GDC纳米粉体烧结密度的影响和作用原理... 详细信息

采用溶胶凝胶法制备氧化钆掺杂氧化铈(GDC)纳米粉体,根据阿基米德原理测定烧结试样的体积密度和相对密度,采用扫描电子显微镜观察1250℃下不同氧化铋添加量的GDC断面形貌。分析和探讨了氧化铋含量对GDC纳米粉体烧结密度的影响和作用原理,得出了氧化铋3%的最佳添加量。

关键词：氧化钆掺杂氧化铈相对密度粘性流动助烧结剂

沉积温度对MOCVD法制备固体氧化物燃料电池GDC阻挡层性质的影响

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人工晶体学报 2024年

作者：马超熊春艳徐源来赵培武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室

致密的GDC薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层，防止绝缘相SrZrO3的生成，从而提高电池的耐久性。本文以四（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮）铈(Ce（DPM）4)和三（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二... 详细信息

致密的GDC薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层，防止绝缘相SrZrO3的生成，从而提高电池的耐久性。本文以四（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮）铈(Ce（DPM）4)和三（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮）钆(Gd（DPM）3)作为前驱体，使用智能化学气相沉积设备在723～923 K于YSZ陶瓷基板表面制备氧化钆掺杂的氧化铈（Gd-doped ceria，GDC）薄膜，并研究了不同沉积温度对GDC薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构和电化学性能的影响。在748～923 K时制备了具有（200）择优取向的淡黄色GDC薄膜，且GDC晶粒呈岛状生长模式。在873 K时得到了阻挡效果良好的（200）择优取向的淡黄色GDC薄膜。组装LSCF/GDC/YSZ/GDC/LSCF对称电池，在1073 K下测得电池阻抗值为0.08 Ω·cm2，活化能值为1.52 eV，表明873 K为化学气相沉积法制备GDC薄膜的最佳沉积温度。

关键词：氧化钆掺杂氧化铈化学气相沉积沉积温度固体氧化物燃料电池

水热原位生长制备致密氧化铈基固体氧化物燃料电池隔离层

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硅酸盐学报 2023年第4期51卷 1000-1006页

作者：赵浩宇吕秋秋程丽亚吴升龙朱腾龙钟秦南京理工大学化学与化工学院南京210094

面向高性能固体氧化物燃料电池(SOFC)低成本制备及长寿命运行需求,提出了一种致密氧化铈基隔离层的制备方法.将阳极支撑半电池的Y_(2)O_(3)稳定ZrO_(2)(YSZ)电解质浸没于硝酸钆和硝酸铈水溶液中,并在180℃水热条件下处理36 h,获得了原... 详细信息

面向高性能固体氧化物燃料电池(SOFC)低成本制备及长寿命运行需求,提出了一种致密氧化铈基隔离层的制备方法.将阳极支撑半电池的Y_(2)O_(3)稳定ZrO_(2)(YSZ)电解质浸没于硝酸钆和硝酸铈水溶液中,并在180℃水热条件下处理36 h,获得了原位生长的致密Gd2O3掺杂CeO_(2)(GDC)薄膜;进一步将其与La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3–δ)阴极在1075℃共烧结,得到阳极支撑SOFC单电池.结果表明,水热原位生长制备的GDC隔离层连续且致密,组成约为Gd0.044Ce0.956O_(2)–δ,厚度约为0.23μm;阳极支撑单电池在750℃的欧姆阻抗约为0.101Ω·cm2,相较于传统丝网印刷GDC隔离层单电池降低了约38%,在室温加湿氢气燃料下的最大功率密度达到了约1.038 W/cm2,表现出较好的长期运行稳定性.报道的水热原位生长法能满足多构型、多尺寸SOFC致密隔离层薄膜的低成本规模化制备,具有工业应用前景.

关键词：固体氧化物燃料电池隔离层氧化钆掺杂氧化铈水热原位生长陶瓷薄膜

Gd_2O_3掺杂CeO_2纳米粉体的烧结动力学

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稀土 2004年第3期25卷 23-25页

作者：宋希文赵永旺赵文广安胜利王秀英苑晓光内蒙古科技大学

对Gd2O3掺杂CeO2纳米粉体进行了等速烧结实验研究。得出了试样的线收缩率、密度、气孔率随烧结温度的变化规律,回归出了描述这些物理量与烧结温度之间关系的动力学方程。

关键词：纳米粉体氧化钆掺杂氧化铈烧结动力学固体电解质

高电导率的IT-SOFCs用无机电解质的研究

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高电导率的IT-SOFCs用无机电解质的研究

作者：王剑武汉理工大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs）具有能量转化率高、全固态组件以及燃料多样性等优点。研究和开发在中低温（500℃-700℃）工作的SOFCs（Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells,IT-SOFCs）,可以扩大组... 详细信息

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs）具有能量转化率高、全固态组件以及燃料多样性等优点。研究和开发在中低温（500℃-700℃）工作的SOFCs（Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells,IT-SOFCs）,可以扩大组元材料的选择范围并且有效提高电池长期运行的稳定性,IT-SOFCs是目前SOFCs的发展方向。本工作采用柠檬酸盐法制备了Ce1-xGdxO2-x/2（x=0.05-0.3）粉末（Ce0.8Gd0.2O1.9粉末用于后续的流延成型,简称GDC）。研究了Gd的掺量对Ce02电导率和晶格常数的影响。结果表明：所有组份均为单相立方萤石结构,随着Gd掺量的增加,电导率先增大后减小。采用流延成型法制备了NiO-GDC-C（C为造孔剂）阳极膜（简称A膜）,共流延成型法制备了NiO-GDC-C/GDC阳极/电解质复合膜（简称AE膜）和NiO-GDC-C/NiO-GDC/GDC梯度阳极/电解质复合膜（简称GAE膜）。干燥后膜厚均为120μm,A膜、AE膜和GAE膜的拉伸强度和断裂应变分别为3.83 MPa、40%;3.51 MPa、57%和3.14 MPa、65%。制备了两种半电池：（1）半电池AE：由20层A膜+1层AE膜叠合共烧而成。（2）半电池GAE：由20层A膜+1层GAE膜叠合共烧而成。制备了两种单电池：（I）单电池AE：即半电池AE‖LSCF-GDC阴极,用涂覆共烧工艺制成。（II）单电池GAE：即半电池GAE‖LSCF-GDC阴极,用涂覆共烧工艺制成。对单电池进行了实际运行测试,结果表明：在500℃、600℃、700℃和800℃下单电池AE的最大功率密度分别为0.51 W/cm2、0.55 W/cm2、0.49 W/cm2和0.37 W/cm2,单电池GAE的最大功率密度分别为0.55 W/cm2、0.58 W/cm2、0.52 W/cm2和0.39 W/cm2,两种单电池的性能接近。0.5 W/cm2（500℃）左右的功率密度意味着10组（100片／组）5×5cm大小的电池堆（本课题组正在设计单组电池堆原型）具有12.5 kW的功率,它具有小巧、灵活、耐用和无污染等优点,可以满足多数情况下特殊环境使用的需求。在电池性价比进一步提高之后,可望拓展到更多应用领域。

关键词：固体氧化物燃料电池氧化钆掺杂氧化铈柠檬酸盆法叠层

超低压等离子喷涂制备固体氧化物燃料电池GDC电解质涂层

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材料研究与应用 2020年第2期14卷 116-121页

作者：温靖宋琛邓子谦牛少鹏刘太楷张亚鹏刘立斌刘敏中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 广东省科学院广东广州510070 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

针对传统制备工艺难以高效制备致密的氧化钆掺杂氧化铈(GDC)电解质涂层,采用超低压等离子喷涂(VLPPS)技术和使用自制的Gd0.2Ce0.8O1.9团聚粉末,在150,250和350mm喷距下高效制备三种致密的GDC涂层.通过SEM,XRD和纳米压痕等方法表征了涂... 详细信息

针对传统制备工艺难以高效制备致密的氧化钆掺杂氧化铈(GDC)电解质涂层,采用超低压等离子喷涂(VLPPS)技术和使用自制的Gd0.2Ce0.8O1.9团聚粉末,在150,250和350mm喷距下高效制备三种致密的GDC涂层.通过SEM,XRD和纳米压痕等方法表征了涂层的形貌、物相和力学性能.结果表明:三种GDC涂层均非常致密,均由未熔粒子、熔融粒子和气相团簇共同沉积而成;随喷距增加,GDC涂层沉积状态由液相沉积向气液沉积转变,涂层孔隙率从2.68%增加至8.62%,涂层力学性能下降,在150mm喷距下GDC涂层的力学性能最好,其硬度及弹性模量分别为7.3GPa和119.5GPa;GDC粉末在喷涂前后,无相变与择优取向产生.

关键词：超低压等离子喷涂氧化钆掺杂氧化铈固体氧化物燃料电池电解质涂层力学性能