La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)电极应用于YSZ基对称SOFC性能研究

采用固相法合成了钙钛矿型氧化物La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)(LSCFN),并采用流延-丝印法制备了以8 mol%Y_2O_3稳定Zr O_2(YSZ)为电解质、Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)(GDC)为隔离层、LSCFN同时为阴极和阳极的对称固体氧化物燃料电池。利用X射线衍射对电极材料进行了物相及化学相容性分析,用扫描电镜表征了对称电池的微观形貌。分别以湿H_2(3%H_2O)和湿CH_4(3%H_2O)为燃料气,空气为氧化气测试了单电池的电化学性能,并在850℃湿CH_4下进行了电池的稳定性测试。结果表明:LSCFN与GDC具有良好的化学相容性。以湿H_2和湿CH_4为燃料气的单电池在850℃时最大功率密度分别为254和105 m W/cm~2。在100 h的CH_4稳定性测试中性能无明显衰减,具有良好的稳定性。     

高温质子导体Ba(Ce0.8Zr0.2)0.9Y0.1O3-δ的合成与性能

采用低温燃烧法合成掺Zr的新型高温质子导体Ba（Ce0.8 Zr0.2）0.9Y0.1O3-δ陶瓷粉体。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及激光粒度仪分别对粉体的晶型、微观形貌和粒度分布进行分析。通过控制柠檬酸用量与金属离子摩尔总量的比，直接制备出具有斜方晶钙钛矿结构的纯Ba（Ce0.8 Zr0.2）0.9Y0.1O3-δ超细粉体，且粉体粒度分布均匀，平均粒径为5．55μm。粉体烧结性能实验结果表明，粉体在1200℃发生烧结，在1300℃下烧结致密，相对密度达到94．32％。     

Additional transition induced by magnetoelectric interaction in ferroelectromagnet Pb（Fe1/2Nb1/2）O3

Besides the two phase transitions known in ferroelectromagnets, an additional transition was observed experimentally in Pb（Fe1/2Nb1/2）O3 and the possible mechanism was explored. The magnetic moment shows that anomalous increases when the temperature goes down away from the Neel temperature of 20-30 K. The existence of the hysteresis verifies the weak ferromagnetic property. This additional phase transition is considered to originate from the magnetoelectric coupling between the ferroelectric and antiferromagnetic orders in this compound. From the Moessbauer parameter analysis, it is confirmed that the hybridization of the O 2p, Fe 3d and Nb 4d electron states makes the realization of magnetoelectric coupling possible.     

碱熔Nb2O5湿化学法合成Pb（Mg1／3Nb2／3）O3纳米粉体

以Nb2O5作为反应的起始物，采用一种新型湿化学方法制备复合钙钛矿型Pb（Mg1／3Nb2／3）O3（简称PMN）纳米粉体。利用激光拉曼光谱、DSC／TG、TEM和XRD对制备的Nb-柠檬酸铵络合溶液、干凝胶粉末和PMN粉体进行了表征。研究了焙烧工艺对PMN粉体的物相组成、晶粒尺寸及相含量的影响。实验结果表明：在适宜的焙烧条件下，PMN粉体的平均粒径小于50nm，PMN相的含量大于70％。适当升高焙烧温度及延长保温时间或者采取二次焙烧均能提高钙钛矿相PMN的含量，其中采用二次焙烧的方法效果显著。     

共沉淀法合成新型阴极材料Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-σ

草酸共沉淀法合成了中温固体氧化物燃料电池（ITSOFC）新型阴极材料Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-σ（BSCF）。XRD，DSC和SEM结果显示：经过900℃煅烧2h后，产物的钙钛矿结构已经初步形成，但由于晶化不完全，衍射峰强度相对较弱，且存在杂相；随着煅烧温度提高到1200℃后，产物中杂相消失，晶体结构转变为单一的立方型钙钛矿，颗粒大小基本在2μm～3μm；BSCF与Ce0．8Sm0．2O1．9（SDC）混合物（质量比1：1）在1000℃下热处理24h后未发现杂相，表明BSCF与SDC具有良好的化学相容性。     

Perovsldte-type oxygen-permeable membrane BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ for partial oxidation of methane in coke oven gas to hydrogen

Perovskite-type oxygen-permeable membrane reactors of BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3−δ (BCFNO) packed with Ru-based catalyst had high oxygen permeability and could be used for hydrogen production by partial oxidation of methane in coke oven gas (COG). At 1173 K, 94% of methane conversion, 85% of H2 selectivity, 107% of CO selectivity, and as high as 15.4 mL·cm⁻²·min⁻¹ of oxygen permeation flux were obtained. The BCFNO membrane itself had poor catalytic activity to partial oxidation of CH₄ in COG. During continuous operation for 70 h at 1173 K, no degradation of the membrane reaction performance was observed. XRD and SEM characterization also demonstrated that the BCFNO membrane reactor exhibited good stability in partial oxidation of methane in COG.     

高温质子导体Ba3Ca1.18Nb1.82O9-δ的制备和表征

对经6与10 h球磨的BaCO3,CaC3和Nb2O5的混合粉体进行冷压成型,1400℃/10 h高温烧结后,获得了不同致密度的Ba3Ca1.18Nb1.82O9-δ样品.激光粒度、DSC-TG和SEM分析表明,适度延长球磨时间,可降低合成温度,细化粉体粒度,提高样品的致密度.电化学阻抗谱测试表明,在300-800℃温度范围内,6和10 h球磨粉体制备的烧结样品总电导率与温度的关系符合Arrhenius方程,电导激活能分别为0.84和0.68 eV.提高样品的致密度是降低电导激活能、提高中低温(300-600℃)导电性能的有效途径.     

BaCe1-xYxO3-α及BaCe0.9Sm0.1O3-α质子导体的表征及组成氢泵对铝熔体的脱氢

采用固相合成法制备了BaCe0.9Y0.1O3-α,BaCe0.85Y0.15O3-α和BaCe0.9Sm0.1O3-α质子导体.XRD结果表明,掺0.1Y的粉体形成了单一的钙钛矿型BaCeO3结构,掺0.15Y和0.1Sm的粉体形成了主相为钙钛矿结构的固溶体;激光粒度分析表明,煅烧后的粉体平均粒径增大,粒度分布比较集中;DSC-TG分析表明,质子导体的合成温度约1360℃;SEM结果显示,质子导体由分布均匀的大小两种晶粒和气孔构成;BaCe0.9Y0.1O3-α和BaCe0.9Sm0.1O3-α脱氢电池对铝液的脱氢结果表明,脱氢电流随着铝液温度的升高,水蒸气分压增大或外加电压增加而分别增大;用自制的CaZr0.9In0.1O3-α氢传感器测得铝液温度为780℃、水蒸气分压分别为4122.8和4366.0 Pa时,100 g铝液中的氢含量分别为0.0536和0.0445mL.     

EDTA-柠檬酸络合法制备阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ及热力学分析

采用EDTA-柠檬酸络合法制备固体氧化物燃料电池钙钛矿型耐硫阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ。采用TG-DSC对EDTA-柠檬酸络合法制备的阳极溶胶的热分解温度及晶相的形成温度进行分析;采用XRD和SEM等分析手段对烧结后的阳极粉末进行表征,并与尿素燃烧法制备的阳极粉末进行对比。再通过热力学软件计算分析阳极在H2S气氛中于一定氧分压(p(O2))和硫分压(p(S2))下的稳定性,对硫化前后阳极粉末的红外光谱进行对比分析,并对其耐硫性进行验证。结果表明:EDTA-柠檬酸络合法可以降低La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ的烧结温度;La0.7-Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ具有一定的耐硫性能,升高操作温度和增大氧分压可以提高其耐硫性,符合耐硫阳极的要求。     

高温质子导体BaZr0.45Ce0.45Gd0.1O3-δ的制备及性能

利用高温固相反应法制备高温质子导体BaZr0.45Ce0.45Gd0.1O3-δ.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和交流阻抗谱法对不同烧结温度试样的相组成、微观形貌和导电性能进行表征,并测试试样在沸水和CO2气氛中的化学稳定性.结果表明1 600 ℃烧结的试样为纯相且致密;此温度下制备的试样具有最高的电导率,800 ℃时其电导率达到0.82×10-2 S/cm,电导活化能为0.74 eV;样品对CO2表现出良好的化学稳定性,而在沸水中其稳定性稍差.