【摘 要】
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钙钛矿型混合导体是一类同时具有电子和离子导电性能的材料,可以广泛应用于透氧膜(OTM)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及固体氧化物电解池(SOEC),从而引起了化学、材料及物理等
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钙钛矿型混合导体是一类同时具有电子和离子导电性能的材料,可以广泛应用于透氧膜(OTM)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及固体氧化物电解池(SOEC),从而引起了化学、材料及物理等领域的科研工作者的广泛关注。本文在材料选择与设计基础上,从合成过程-性能分析-实际应用出发,首先采用固相合成方法制备了Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ混合电导钙钛矿材料,然后系统评价了Ba缺位及Fe掺杂浓度对Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(x=0-0.15, y=0-0.9)材料热膨胀系数、电化学性能的影响。同时评价了Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(BCF0.4N)及Ba0.9Co0.7Fe0.2Nb0.1O3.δ(B0.9CFN)与中温电解质材料La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3-δ的化学相容性。在此基础上首次研究了具有p型半导体导电性质的BCF0.4N作为SOEC氧电极的应用可行性及高钴、高活性的B0.9CFN应用于SOFC阴极及OTM的长期稳定性。最后,通过原位还原混合电导钙钛矿材料Pr0.4Sr0.6CQ0.2Fe0.7Nb0.1O3-δ,开发了新型微纳结构的陶瓷合金复合阳极材料。该复合阳极材料具有很好的抗硫耐积碳性能及氧化还原循环稳定性。综上,通过本文研究为混合电导材料工业化应用奠定了坚实基础。
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