凝胶浇注法合成Ni/TiO2-Ce0.8Sm0.201.9多孔阳极材料研究

"凝胶浇注法制备Ni/Ti02-Ce0.8Sm0.201.9多孔阳极材料的研究 (2007年)" 这篇论文详细探讨了利用凝胶浇注法来制备Ni/Ti02-Ce0.8Sm0.201.9多孔阳极材料的过程和技术。该研究的核心在于通过硝酸盐和氧化物作为起始原料，成功地制备出摩尔分数为10%的Ti02-Ce0.8Sm0.201.9（Ti02-SDC）粉体。这一制备方法的关键在于凝胶浇注法，它是一种将前驱体溶液转化为固态粉体的技术。 通过对干凝胶在600℃的热处理，研究发现Ti02和Sm203能够完全固溶到Ce02的晶格中，形成具有单一立方相结构的纳米级粉体。这种纳米粒度的Ti02-SDC粉体对于提高材料性能至关重要，因为纳米材料具有更大的比表面积，有利于提升反应活性。 在后续的烧结过程中，使用凝胶浇注法和机械混合法分别制备的成形坯在1300℃下烧结。结果显示，凝胶浇注法制得的NiO/Ti02-SDC烧结体具有更高的孔隙率（31.0%），而机械混合法的孔隙率为19.0%。经过还原处理后，两种方法制备的Ni/Ti02-SDC材料孔隙率分别提高至36.4%和23.0%。孔隙率的增加对于固体氧化物燃料电池（SOFC）中的气体扩散和电解质渗透具有积极影响。 扫描电子显微镜（SEM）分析表明，凝胶浇注法制备的NiO/Ti02-SDC烧结体和Ni/Ti02-SDC金属陶瓷的微观结构更加疏松，两相颗粒分布更均匀。这有助于提高电极的电化学性能。 此外，研究还比较了凝胶浇注法和机械混合法制备的Ni/Ti02-SDC阳极材料的电导率。在773K（500°C）下，凝胶浇注法的电导率为648S/cm，而机械混合法的电导率为430S/cm，显示前者在电导性能上有显著优势。高电导率对于提高燃料电池的功率输出和效率至关重要。 关键词涉及凝胶浇注法、二氧化钛、氧化铈掺杂氧化钐以及Ni/Ti02-SDC阳极材料，表明这是关于固体氧化物燃料电池阳极材料制备技术及其性能优化的科学研究。通过这种方法，可以制造出具有优异电导性和微结构特性的阳极材料，进一步推动了SOFC技术的发展。