三掺杂CeO2电解质离子电导优化：Ca对电导率的影响

本研究论文聚焦于"三掺杂二氧化铈基固体氧化物电解质离子电导性能"这一关键领域，由大连理工大学化工机械学院的宏新副教授和高红杰共同完成。他们采用硝酸-柠檬酸盐自燃法制备了一种新型的Ce0.90-2xGd0.10YxCaxO2-δ电解质材料，其中x值分别为0.015、0.025、0.050和0.075。这种电解质材料的主要研究对象是稀土和碱土金属元素的协同掺杂，以优化电解质的性能。 研究过程涉及将这些掺杂材料通过冷压法制成电解质基片，然后在电解质两侧涂覆银作为电极，形成Ag电极对称电池。利用X射线衍射(XRD)技术对电解质材料进行结构分析，以了解掺杂对晶体结构的影响。同时，通过电化学工作仪对电池进行电化学特性测试，特别是通过电化学阻抗谱数据来计算电解质的电导率。 研究结果显示，当掺杂比例x为0.05时，三掺杂电解质的总离子电导率表现出最佳性能。这表明钙离子(Ca2+)的引入起到了关键作用，它不仅降低了CeO2基电解质的晶界电导率，从而减少了电阻，还显著提升了电解质的整体电导率。这对于固体氧化物燃料电池(SOFC)的发展具有重要意义，因为高效的电解质是这类电池性能的关键因素。 本文的研究不仅提供了关于电解质材料设计的新见解，也为改进固体氧化物燃料电池的电化学性能提供了一种潜在策略。论文的关键词包括固体氧化物燃料电池、电解质、三掺杂以及电导率，强调了这项工作的核心技术和应用价值。该研究发表在中国科技论文在线，为相关领域的科研人员提供了有价值的参考数据和实验依据。