Gd/Fe共掺CeO2基电解质的制备及其结构-性能研究任务书
2020-06-08 21:14:35
1. 毕业设计（论文）的内容和要求
固体氧化物燃料电池(sofcs)作为一种可以将燃料中具有的化学能直接转化为电能的发电装置，由于其具有洁净安全，能量转换效率高等优点越来越受到人们的重视。传统的固体氧化物燃料电池的工作温度范围在800~1000℃，使用的电解质为8mol%y2o3掺杂稳定的zro2(ysz) ，其在高温范围具有良好的离子电导率和可以忽略不计的电子电导率。但是随着固体氧化物燃料电池商业化的发展需求，燃料电池的工作温度必须首先降至中低温范围(400~800℃)。ysz电解质在中低温范围的离子电导率急剧下降，因此， ysz电解质并不适用于中温的sofcs。氧化铈基电解质，例如sm2o3掺杂的ceo2(sdc)和gd2o3掺杂的ceo2 (gdc)，在中低温范围具有良好的离子电导率，比ysz电解质高五倍左右，但是，氧化铈基电解质中的ce4 在低氧分压下易被还原为ce3 ，产生较高的电子电导，大大降低了燃料电池的开路电压。另外，氧化铈基电解质的完全致密化温度在1350~1600oc，这使得制备成本大大增加，同时，如此高的烧结温度会对与之匹配的电极造成不良的影响，缩短电池的使用寿命。因此，通过过渡金属离子与稀土离子共同掺杂氧化铈，以此降低氧化铈电解质的致密化烧结温度，是非常有必要的。
本课题采用共沉淀法分别制备gdc和不同组分的gd/fe共掺ceo2纳米粉体，然后利用干压法将粉体压制成圆片，最后在不同温度下烧结得到gdc和gd/fe共掺ceo2电解质片。通过测试电解质的相对致密度和离子电导率等性能，比较gdc和不同组分的gd/fe共掺ceo2基电解质的性能差异，以及不同组分的gd3 和fe3 对gd/fe共掺ceo2基电解质电性能的影响规律。
为了顺利完成毕业论文并力求得到锻炼，对该同学提出的具体要求如下：
2. 参考文献
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3. 毕业设计（论文）进程安排
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起讫日期 |
设计（论文）各阶段工作内容 |
备 注 |
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2016-12-16～2017-01-15 |
查阅文献，制定实验方案，完成开题报告 |
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2017-01-15～2017-04-10 |
电解质纳米粉体的合成及电解质陶瓷片的制备 |
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2017-04-11～2017-05-10 |
电解质的物相分析及相对致密度测试 |
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2017-05-11～2017-05-31 |
分析不同组分的Gd3 和Fe3 对Gd/Fe共掺CeO2基电解质电性能的影响规律 |
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2017-06-01～2017-06-13 |
毕业论文的撰写，完成毕业论文的各项结束工作和毕业答辩 |
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