掺杂对CeO2基电解质材料性能的影响研究进展

作者：张洁; 赵梦杰; 崔颍琦; 李成刚; 高金海

来源：无机盐工业, 2020, 52(05): 1-5.

• 固体氧化物燃料电池(SOFC)
• CeO2基电解质
• 碱土金属元素掺杂
• 稀土金属元素掺杂
• 过渡金属元素掺杂

掺杂CeO2基电解质是中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)理想的电解质材料。首先阐述了掺杂CeO2基电解质结构与性能的关系,接着介绍了金属离子掺杂对CeO2基电解质晶体结构和电子结构的影响,重点综述了单元素掺杂和双元素掺杂对CeO2基电解质性能的影响。通过分析得出:稀土金属元素单掺杂比碱土金属元素单掺杂更能显著提高CeO2基电解质的导电性和可烧结性,但稀土氧化物的原料成本要远高于碱土氧化物;双元素掺杂比单元素掺杂具有更多的氧空位无序度和更小的氧离子迁移激活能,因此在提高CeO2基电解质的离子电导率方面更有优势。总结了CeO2基电解质材料的掺杂规律及构效关系,以期对制备出性能更加优异的CeO2基电解质起到一定的指导作用。

• 单位
  电子工程学院; 郑州师范学院