Ba Zr0.76–xY0.2PrxNi0.04O3–δ质子导体的电化学性能(英文)

作者：王靖; 杨春利^*; 张浩; 申清涛; 曹伟际; 李俊; 姚伟; 王雷

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(12): 3083-3094.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20230083

• 氧空位
• 质子电导率
• 氢分离膜

Y掺杂的BaZrO3因其优异的化学稳定性而被广泛研究。然而，较高的烧结温度限制了其应用。为改善BaZrO3的烧结活性，对Y-BaZrO3采用Pr3+和Ni2+进行共掺杂，并对其微观形貌及电化学性能进行研究。Ni与材料形成固溶体，Pr3+的掺杂增大了晶粒尺寸，这对致密化过程极为重要。XPS、Raman和EPR结果表明，少量Pr3+掺杂可以增加材料的氧空位含量，并通过加速水的解离和吸附促进质子进入，从而促进质子传导。然而，过量Pr3+掺杂导致的高浓度氧空位会产生缺陷缔合反应，使低温下的电导率略有下降。随着温度的升高，氢分离膜的氢渗透性也增加。此外，BaZr0.66Y0.2Pr0.1Ni0.04O3–δ的氢渗透性高于BaZr0.71Y0.2Pr0.05Ni0.04O3–δ，在1 173 K时，氢渗透性达到2.60×10–8 mol·cm–2·s–1。

• 单位
  西安建筑科技大学