基于室温固体氧化物燃料电池的超晶格电解质界面效应研究

项目名称： 基于室温固体氧化物燃料电池的超晶格电解质界面效应研究

项目编号： No.11264025

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 丁铁柱

作者单位： 内蒙古大学

项目金额： 52万元

中文摘要： 采用脉冲激光溅射法，制备新型LPSCF/YSZ/STO/YSZ超晶格电解质，通过优化超晶格界面区晶格失配度，提高氧离子空位浓度，达到提高超晶格电解质材料的离子电导率，降低固体氧化物燃料电池工作温度的目的。测试LPSCF/YSZ/STO/YSZ超晶格电解质的XRD、SEM和XPS谱等，研究超晶格电解质界面区晶体结构对氧空位浓度的影响；测试其氧化学扩散系数、阻抗谱、分子振动频移谱、价带谱等，探索LPSCF/YSZ/STO/YSZ超晶格电解质混合导电机理和相互作用机理。 从晶体结构、分子结构水平研究LPSCF/YSZ/STO/YSZ超晶格界面相互作用对电输运性能的影响机制，给出LPSCF/YSZ/STO/YSZ界面相互作用规律，阐明LPSCF/YSZ/STO/YSZ超晶格混合导电机理，为研制开发高性能室温固体氧化物燃料电池提供科学依据。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；(SDC/YSZ)N超晶格电解质；界面效应；离子电导率；

英文摘要： The novel superlattice electrolyte LPSCF/YSZ/STO/YSZ will be prepared by pulsed laser deposition(PLD),optimizing the crystal lattice mismatch at an superlattice interface and enhancing the oxygen vacancy concentration,to improve the ionic conductivity of the superlattice electrolyte and lower the operation temperature for solid oxide fuel cells. The XRD,SEM,XPS spectra,etc.are tested so that the influence of the crystal structure on the oxygen vacancy concentration will be investigated at an superlattice electrolyte interface.The oxygen chemical diffusion coefficient,impedance spectrum, molecule vibration shift spectrum,etc.,are measured so that the mixed conductive mechanism and interaction mechanism of the superlattice electrolyte LPSCF/YSZ/STO/YSZ interface will be explored.On both the crystal and molecular structure level,the influence of LPSCF/YSZ/STO/YSZ superlattice interface interaction on the electric transport performance will be studied,the LPSCF/YSZ/STO/YSZ interface interaction pattern will be described,the superlattice mixed conductive mechanism will be expounded,and the scientific basis for research and development of high performance near room temperature SOFC will be provided.

英文关键词： solid oxide fuel cell；(SDC/YSZ)N superlattice electrolyte；interfacial effect；ionic conductivity；