Co-Nb缺陷对Sr_2Co_xNb_(2-x)O_(6-δ)导电性能影响的第一性原理研究

作者：**; 艾德生; 林旭平; 徐舜; 葛奔

来源：稀有金属材料与工程, 2018, 47(S1): 249-253.

• SOFC
• 第一性原理
• 反占位缺陷
• SCNO

选择Sr_2Co_(x )Nb_(2-x )O_(6-δ)(SCNO)作为电极材料进行了研究。SCNO中Co和Nb具有相近的半径,且共价态差异很小,因此存在本征阳离子无序缺陷。利用第一性原理以及密度泛函理论对SCNO以及存在Co_(Nb)-Nb _(Co)反占位缺陷的SCNO进行了计算。计算结果表明,GGA-PBE函数在修正情况下能够很好的符合实际实验数据。利用该函数计算对比实验数据,可发现O空位对其导电率起到了至关重要的作用。Co与Nb在其正常位置时,Co为+2,+3,+4价(大部分为+3价,+4价极少),Nb为+4,+5价,位于反占位缺陷位置时,Co为+2价,而Nb为+4价。计算结果显示氧空位形成能量大小排序为:Co~(3+)-O-Nb~(5+)>Co~(2+)-O-Co~(3+)>Nb~(4+)-O-Nb~(5+)。并且Co~(2+)-O-Co~(3+)与Nb~(4+)-O-Nb~(5+)之间电子位移越多,电子斥力会越弱,而空位稳定性越强。因此可得阳离子无序程度越高,电导率也越高。

• 单位
  新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室; 清华大学; 中国矿业大学（北京）