论文部分内容阅读
能源危机与环境污染促使氢能成为人类开发应用的新的二次能源。高温质子导体不仅可以用于氢能的直接转化,还可以以化学键的形式储能,因此引起了研究者的广泛兴趣。本文以SrCeO3基高温质子导体为研究对象,为高温质子导体寻求合适的制备方法,以克服常规固相反应法的各种缺陷;并通过掺杂改性筛选出综合性能优良的高温质子导体,为其性能的进一步完善和更广泛的应用提供实验和理论基础。分别采用固相反应法、柠檬酸络合法以及甘氨酸燃烧法制备了SrCeO3基系列高温质子导体,并探索了水热法和喷雾干燥法制备SrCeO3基高温质子导体的前驱粉体;利用差热一热重分析、X射线衍射、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针等技术研究了材料的物理化学性质;用交流阻抗谱研究了温度、气氛等条件对材料导电性能的影响,分析了材料在不同气氛中的导电行为。此外,还研究了材料的烧结性能和化学稳定性。实验结果表明:(1)柠檬酸络合法和甘氨酸燃烧法能有效合成活性高的纯相纳米粉体,改善了材料的烧结性能进而提高了材料的导电性能;(2)喷雾干燥法得到的均一中实型球形颗粒,分散性和流动性好,振实密度高,有利于成型均匀的高密度陶瓷素坯;(3)Si和Zr的掺杂,能显著改善材料的化学稳定性;(4)掺杂的SrCeO3基高温质子导体的导电行为与其所处的气氛有密切的关系。