当前位置: 网站首页 > 科学研究 > 科研动态 > 正文

黄志良教授团队在硅酸镧固体电解质研究​方面取得进展

【 发布日期:2020-08-07 | 点击:


通讯员:吴昌胜)固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种具有能量转化效率高、无污染、可用燃料多等优点的新型能源,固体电解质作为SOFC中最关键的部分被广泛的研究。传统的YSZ固体电解质因其工作温度高,容易导致连接材料的缓慢分解与腐蚀;CeO2基和Bi2O3基固体电解质工作温度范围窄,在低氧分压和还原气氛下容易产生电子电导影响材料的性能;钙钛矿型固体电解质的烧结性能差,与电极材料相容性差。

上述材料都存在部分缺点使其发展受到一定的影响,而磷灰石型硅酸镧(apatite-type lanthanum silicate, LSO)电解质材料被Nakayama等人发现,因在中低温下具有低活化能和高氧离子电导率,引起了人们广泛的关注,被认为是最有潜力固体电解质之一。因此提升LSO的电导率对于其商业化具有重要意义。

目前通过单掺杂提高LSO电导率的研究已较为完善,但对双掺杂增强电导的研究较少,特别是对双掺杂增强电导电导机理研究很少见报道。而且LSO常用的制备方法有高温固相反应法、溶胶-凝胶法和化学共沉淀法,这些方法存在合成温度高,易生成杂质相,合成周期长或工艺复杂等缺点,限制了LSO的进一步发展。

黄志良教授团队经过多年探索,提出了一种在较低温度下,合成周期短、工艺简单且产物纯度高的燃烧法。通过该方法制备了钕、锌共掺杂的LSO,并系统研究了钕、锌共掺杂对LSO电导率的影响及其增强机理。

相关成果以“Improving conductivity of apatite-type lanthanum silicate by Nd andZn co-doping”为题发表在Journal of Alloys and Compounds上。论文的第一作者为材料科学与工程学院研究生吴昌胜,第二作者为材料科学与工程学院黄志良教授,第三作者为材料科学与工程学院陈常连副教授,通讯作者为材料科学与工程学院黄志良教授

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154331