镓酸镧基固体电解质制备方法的研究进展.pdf

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1、第25卷第3期电子工艺技术2004年5月EiectronicsProcessTechnoiogy99镓酸镧基固体电解质制备方法的研究进展张乃庆，孙克宁，吴宁宁，周德瑞（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001）摘要：综述了镓酸镧基固体电解质的制备方法：包括固相反应法和Pechini法、溶胶凝胶法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法、硝酸盐分解法等湿化学方法。简要阐述了各种方法的工艺流程，制备粉体的特性及优缺点。最后展望了今后镓酸镧粉体制备方法的研究发展方向。关键词：镓酸镧；固体电解质；制备；进展中图分类号：!"911#4文献标识

2、码：$文章编号：1001-347（42004）03-0099-03ProgressonThepreparingLagaO3BasedElectrolyteZHANgNai-ging，SUNKe-ning，WUNing-ning，ZHOUDe-rui（HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China）Abstract：Therecentprogressesofpreparationmethodofianthanumgaiiatebasedeiectroiytewerepre

3、-sented，thismethodinciudesoiidstatereactionmethodandpechini，soi-gei，giycine-citratecombustion!"#$wetchemicaipreparationmethod.Abriefintroudctionofeachpreparationprocedureandcharacteristicsofsyn-thesizedpowderwerecompared.Aiastthefuturedeveiopmentofpreparingmet

4、hodforLagaO3basedeiectroiytewassuggested.Keywords：Lanthanumgaiiate；Soiideiectroiyte；Preparationmethod；ProgressDocumentCode：$ArticleID：1001-347（42004）03-0099-03固体氧化物燃料电池（SOFC）常常被称为是第料电池应用较广泛的电解质材料。但是由于YSZ三代燃料电池，是一种将燃料气（氢气或天然气）和的离子电导率低，要得到实际应用中的输出功率，电氧化剂（如氧气或空气）

5、的化学能直接转化为电能的池就必须在很高的温度下工作，这样就会产生一系新型、洁净的发电系统。与其它燃料电池相比较有列的问题，如电极/电解质、电极/双极板之间的界面以下优点［1］：（1）高功率和高的电流密度；（2）可直接反应，以及电极的烧结退化等问题，都会严重影响电使用氢气、甲醇等做燃料，并且不需要催化剂；（3）全池的效率和稳定性。降低电池的工作温度就可以解固态结构避免了液态或熔融盐电池的腐蚀问题；（4）决界面反应和电极的烧结退化问题，而且可以解决废气利用率高；（5）电极材料的抗毒性好。目前固体氧化物燃料电池存在的密封

6、困难问题，可固体氧化物燃料电池对于电解质的要求：离子以用廉价的耐热不锈钢代替目前研究最多的铬酸镧电导率要高；电子电导率低（比离子电导率低三个数作电池的结构材料。近年来人们主要从以下两方面量级以上为好）；不渗透反应气体，即要有高的化学展开研究：研制超薄负载型YSZ电解质薄膜；研制稳定性和晶体学稳定性。中温（600C800C）下具有高氧离子导电率的新目前，Y2O3稳定的ZrO（2YSZ）是固体氧化物燃型固体电解质材料。基金项目：863计划新材料领域纳米专项，项目编号2003AA302440。作者简介：张乃庆（1976-

7、），男，博士，从事固体氧化物燃料电池的研究。100电子工艺技术第25卷第3期镓酸镧基固体电解质是目前研究最为广泛的中转化，在1500C保温24h也可以完全去除LaSr-温型固体电解质材料之一，自从Cook等［2］发现具有gaO相。查少武［10］等人将陶瓷烧结中凝胶浇注法37钙钛矿型结构的氧化物（ABO3）可以做为SOFC的电与固相反应法结合利用有机单体的原位配合反应形解质后，LagaO3便成为新型氧离子导体的重要研究成高分子网络，将陶瓷颗粒固定结合起来，以利于固对象之一。它不仅具有稳定的晶体结构，而且对A相反应经1

8、400C焙烧6h制备得到纯相掺杂La-位和B位离子半径变化有着较强的容忍性，并可通gaO3粉体。过低价金属离子掺杂，在结构中引入大量的氧空位。固相反应法制备陶瓷粉体的缺点是达到原料的早在1994年Ishihara等人［3~6］和Feng、goode-均匀混合较为困难，粉体成分的均匀性难以得到保［7-8］等人就合成出了掺杂的LagaO，离子电导nough3证。