【摘 要】
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固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是一种新型的、环保的、无污染的电化学能量转换装置。新一代质子导体固体氧化物燃料电池能够在中低温工作环境中工作,改善了SOFC长久以来封装困难,电池安全性能差的问题。质子传导比传统氧离子传导电解质所需要的活化能更低,在较低的温度即可获得较大的电导率。目前,质子导体的研究大都是以BaCeO3、BaZrO3或BaCeO3-BaZr
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固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是一种新型的、环保的、无污染的电化学能量转换装置。新一代质子导体固体氧化物燃料电池能够在中低温工作环境中工作,改善了SOFC长久以来封装困难,电池安全性能差的问题。质子传导比传统氧离子传导电解质所需要的活化能更低,在较低的温度即可获得较大的电导率。目前,质子导体的研究大都是以BaCeO3、BaZrO3或BaCeO3-BaZrO3为基进行掺杂改性,但很难在电导率、化学稳定性和烧结性能上平衡。基于上述问题,本论文结合“高熵”概念,通过将BaCeO3-BaZrO3基进行五元素适当比例的组合和掺杂,利用高熵氧化物的高熵效应,合成具有较高质子导电性和一定化学稳定性的质子导体电解质材料,并烧制成陶瓷电解质测试其电化学性能。主要工作内容如下:（1）以BaCeO3-BaZrO3为基础,系统研究不同掺杂元素对材料的烧结特性和质子导电性的影响,具体分为包括两个方向:1.元素种类对材料性能的影响;2.元素的配比对材料性能的影响。结合这两方面的影响设计出三组高熵氧化物的化学式BaCe0.29Zr0.29Y0.14Nd0.14Sm0.14O3、BaCe0.29Zr0.29Y0.14Gd0.14Sm0.14O3和BaCe0.29Zr0.29Y0.14Nd0.14Gd0.14O3。（2）使用不同的合成工艺制备高熵氧化物,并对生成物进行物相分析和粒径分析。最终分别确立了溶胶凝胶法和固相法的工艺参数,并能成功合成一种具有钙钛矿结构的高熵氧化物BaCe0.29Zr0.29Y0.14Nd0.14Gd0.14O3。（3）系统研究不同烧结工艺对质子导体电解质性能的影响,选择合适的烧结工艺。使用放电等离子烧结制备固体电解质,并对放电等离子烧结工艺参数进行探索,确保烧制出高度致密的导体电解质。（4）进行了电化学测试性能测试,结果表明该材料在600℃测试条件下,在干空气和湿氮气气氛下的电导率分别为1.5×10-3和3.0×10-3 S/cm。
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