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Modified room temperature solid-state synthesis of yttria-stabilized zirconia(YSZ) nano-powders for solid oxide fuel cells

引用

稀土学报:英文版 2023年第9期41卷 1385-1391,I0004页

作者： Xiaoqian Xu Yurun Feng Zhaoyu Zhong Xue Guo Zhenhao Zhang Jiao Li Shikai Zhao Shigang Wu Haibin Sun School of Materials Science and Engineering Shandong University of TechnologyZibo 255000China Shandong Yasai Ceramic Technology Co. Ltd.Jinan 271100China Shandong Industrial Ceramics Research&Design Institute Co. Ltd.Zibo 255000China

high-performance solid oxide fuel cell(SOFC) is in urgent need of high-quality electrolyte powders with high reactivity and chemical uniformity.Here,8 mol% Y_(2)O_(3) doped ZrO_(2)(YSZ) nano-powders were synthesized by an improved solid-state reaction method at ambient temperature,and were applied to the fabrication of SOFC electrolytes.YSZ nano-powders show average grain sizes of ^(2)0 nm and high dispersibility,which is comparable with or even better than some other chemical methods.Benefitting from their high reactivity,dense YSZ electrolytes(relative density of 97.9%) can be obtained at a relatively low sintering temperature of 1400℃.The optimized electrical conductivity reaches up to a high value of0.034 S/cm at 800 0C in air.The anode supported single cell with the construction of Ni-YSZ/YSZ/Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)(SDC)/La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF) exhibits the peak power density of 0.827 W/cm^(2) at800℃ while taking wet H_(2) as fuels and ambient air as oxidants.

关键词： Room temperature solid-state reaction YSZ electrolyte high sintering activity high ionic conductivity Rare earths

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