镧镁掺杂BaMnO3钙钛矿阴极材料的合成及其在SOFC脱硝中的应用(5)

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1.4.2电解质材料

电解质在SOFC中起着隔离燃料与氧化剂和传导离子的作用。电解质材料应满足以下几点要求：(1) 致密性好；(2) 良好的化学稳定性和物理稳定性； (3) 离子电导率高、电子电导率可忽略；(4) 与电极材料的热膨胀系数相匹配；(5) 与电极材料的化学相容性良好等。

经过多年研究，性能优良的电解质主要有两大类：萤石型结构(ZrO2和 CeO2基电解质)和钙钛矿晶体结构。这两类结构有各自的特点：（1）Y稳定的ZrO2电解质(YSZ)是广泛使用的电解质材料，其优点是在很宽的氧分压范围内性质稳定，与电池其他材料之间有良好的相容性[19]。但不足之处是YSZ一般在1000℃左右下使用，但电导随着温度的降低而下降。（2）掺杂的CeO2基电解质，主要有Sm掺杂的SDC和Gd 掺杂的GDC，这两种材料是较为适合用作中温SOFC的电解质材料的。不足之处是在高温还原气氛下 Ce4+易被还原成 Ce3+从而产生电子导电，开路电压降低，从而降低了电池的性能[20]。（3）Sr、Mg掺杂的LaGaO3立方钙钛矿固溶体（LSGM）在中温条件下有高的离子电导率，且在还原气氛下不易被还原。不足之处是LSGM材料中的Ga在高温下易挥发，且LSGM材料与Pt等材料容易发生反应，所以在电极材料的选择与制备中需要考虑其特殊性[21]。本文采用SDC作为SOFC的电解质材料。