CN112062153A - 一种提高BaZrO3电导率的方法 - Google Patents

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张翠婷
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Abstract

本发明的一种提高BaZrO3电导率的方法属于燃料电池电解质材料的技术领域，选择T301钢片作为垫片材料，红宝石荧光峰作为压力大小的标定对象；在金刚石对顶砧上布置两根电极，在垫片的样品腔中添加BaZrO3粉末样品，利用金刚石对顶砧装置对样品腔内部施加2.2～30.9GPa的压力，得到电导率提高的BaZrO3材料。本发明为BaZrO3的应用提供了新方向，同时本发明还具有操作简单，可控等优点。

Description

一种提高BaZrO3电导率的方法
技术领域
本发明属于燃料电池电解质材料的技术领域，具体涉到一种提高BaZrO3材料电导率的方法。
背景技术
材料的电导性能是决定其用途的一个重要因素。例如，固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质必须具有足够高的氧离子电导率，而电子电导率必须很小；相反，SOFC电极材料应同时具有较高的电子电导率和一定的离子电导率。因此，材料电导性能的测定和研究具有重要意义。
固体氧化物燃料电池(SOFC)：它可以把燃料气体与氧气反应时的化学能转化成电能。SOFC是继碱性燃料电池(AFC)、磷酸盐燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)之后发展起来的第四代燃料电池。锆酸钡作为一种重要的理想立方钙钛矿铁电材料，是研究立方相钙钛矿结构相变的典型模型材料，还是一种重要的陶瓷氧化物，在许多领域都有实际的应用价值，如作为生长超导体的基底、燃料电池、传感器和无线电应用。
新型混合离子导体BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ(BZCYYb)在750℃以下的温度，表现出了比钇稳定氧化锆(YSZ)、掺杂Gd3+氧化铈基固体电解质(GDC)、化合物Ba(Zr0.1Ce0.7Y0.2)O3-δ(BZCY)更高的离子电导率，是一种全新的固体氧化物燃料电池电解质材料，到目前为止，人们对它的认识还不够全面。BaZrO3的含量及相图对BZCYYb固体氧化物燃料电池有着重要影响，所以BaZrO3材料的电导率对BZCYYb固体氧化物燃料电池的研究有着重要影响。
发明内容
本发明要解决的问题是，提供一种新的提高BaZrO3电导率的方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种提高BaZrO3电导率的方法，是在室温条件下在金刚石对顶砧中进行的，选择T301钢片作为垫片材料，红宝石荧光峰作为压力大小的标定对象；在金刚石对顶砧上布置两根电极，在垫片的样品腔中添加BaZrO3粉末样品，利用金刚石对顶砧装置对样品腔内部施加2.2～30.9GPa的压力(优选20.8～30.9GPa)，得到电导率提高的BaZrO3材料。
有益效果：
BaZrO3作为典型的BZCYYb固体氧化物燃料电池电解质材料，本发明提供了一种提高BaZrO3电导率的新方法，BaZrO3在太阳能电池、燃料电池测试条件下有足够好的化学稳定性，将其掺入阳极能够很好的改善阳极的抗硫和抗碳性能。本发明为BaZrO3的应用提供了新方向，同时本发明还具有操作简单，可控等优点。
附图说明：
图1是实施例1条件下的BaZrO3材料的原位高压阻抗谱图。
图2是实施例2条件下的BaZrO3材料的原位高压阻抗谱图。
图3是实施例3条件下的BaZrO3材料的原位高压阻抗谱图。
图4是实施例1～3条件下的BaZrO3材料的电导率随压力变化的曲线。
具体实施方式：
本发明实施例中原位阻抗谱测试，是使用配备Solartron1296介电接口的Solartron1260阻抗测量仪进行的，接入电压为峰值1V的交流电，频率范围为0.01～107Hz，实验条件为室温。
实施例1
首先调试好金刚石对顶砧装置，预压T301钢片作为垫片，给垫片打孔后对垫片进行绝缘处理，再在所压的绝缘粉中打孔，得到样品腔，在垫片的样品腔中添加锆酸钡粉末样品，在金刚石对顶砧上布置两根电极，阻抗分析仪与电极引线接通，对待测样品施加交流电压，选取频率测量范围和频率分辨率，得到BaZrO3样品在不同压力下的阻抗实部和阻抗虚部的关系图。金刚石对顶砧装置样品腔内部加压力在2.2～7.5GPa范围内，在2.2GPa、1.5GPa、7.5GPa时进行高压原位交流阻抗谱测试，结果如图1所示。
实施例2
将实施例1中的金刚石对顶砧装置样品腔内部压力在7.5～19.1GPa范围内变化，在13.4GPa、17.2GPa、19.1GPa等压力点测试，结果如图2所示。
实施例3
将实施例1中的金刚石对顶砧装置样品腔内部压力在19.1～30.9GPa范围内变化，在20.8GPa、24.8GPa、30.9GPa等压力点测试，结果如图3所示。
将以上实施例1～3测试的不同压力下的BaZrO3材料的原位高压交流阻抗谱通过Zview软件拟合进而得到图4。通过图4可以发现，在2.2～30.9GPa压力范围内，BaZrO3的电导率随着压力的升高逐步升高。在20.8～30.9GPa压力范围内，电导率的增大更为明显。

Claims (2)

1.一种提高BaZrO3电导率的方法，是在室温条件下在金刚石对顶砧中进行的，选择T301钢片作为垫片材料，红宝石荧光峰作为压力大小的标定对象；在金刚石对顶砧上布置两根电极，在垫片的样品腔中添加BaZrO3粉末样品，利用金刚石对顶砧装置对样品腔内部施加2.2～30.9GPa的压力，得到电导率提高的BaZrO3材料。
2.根据权利要求1所述的一种提高BaZrO3电导率的方法，其特征在于，利用金刚石对顶砧装置对样品腔内部施加20.8～30.9GPa的压力。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1375450A (zh) * 2002-03-27 2002-10-23 吉林大学 块纳米半导体PbTe材料的高压合成方法
CN101037331A (zh) * 2007-04-27 2007-09-19 天津大学 复相结构设计高导电性锆酸钡质子导体及其制备方法
CN101509947A (zh) * 2008-12-30 2009-08-19 吉林大学 用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极及其制作方法
CN102515750A (zh) * 2011-11-14 2012-06-27 天津大学 Yb和Y共同掺杂锆铈酸钡复相结构质子导体材料及其制备方法
CN106784866A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 中国矿业大学 具有质子电子混合导电的铁基单相阴极材料体系及制备方法
CN106784864A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 中国矿业大学 一种钡锆钇掺钴的阴极材料体系及其制备方法
CN107765161A (zh) * 2017-10-13 2018-03-06 中国科学院地球化学研究所 一种金刚石对顶砧中原位测量材料热电性能的方法
JP2019175733A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 東邦瓦斯株式会社 プロトン伝導性固体電解質およびプロトン伝導燃料電池
CN110620259A (zh) * 2019-09-04 2019-12-27 成都新柯力化工科技有限公司 一种锂电池高晶界电导钙钛矿固态电解质及制备方法
CN111111645A (zh) * 2019-12-27 2020-05-08 吉林大学 一种增强LiTaO3光催化性的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1375450A (zh) * 2002-03-27 2002-10-23 吉林大学 块纳米半导体PbTe材料的高压合成方法
CN101037331A (zh) * 2007-04-27 2007-09-19 天津大学 复相结构设计高导电性锆酸钡质子导体及其制备方法
CN101509947A (zh) * 2008-12-30 2009-08-19 吉林大学 用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极及其制作方法
CN102515750A (zh) * 2011-11-14 2012-06-27 天津大学 Yb和Y共同掺杂锆铈酸钡复相结构质子导体材料及其制备方法
CN106784866A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 中国矿业大学 具有质子电子混合导电的铁基单相阴极材料体系及制备方法
CN106784864A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 中国矿业大学 一种钡锆钇掺钴的阴极材料体系及其制备方法
CN107765161A (zh) * 2017-10-13 2018-03-06 中国科学院地球化学研究所 一种金刚石对顶砧中原位测量材料热电性能的方法
JP2019175733A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 東邦瓦斯株式会社 プロトン伝導性固体電解質およびプロトン伝導燃料電池
CN110620259A (zh) * 2019-09-04 2019-12-27 成都新柯力化工科技有限公司 一种锂电池高晶界电导钙钛矿固态电解质及制备方法
CN111111645A (zh) * 2019-12-27 2020-05-08 吉林大学 一种增强LiTaO3光催化性的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEI WU ET AL.: "Pressure-induced improvement of grain boundary properties in yttrium-doped BaZrO3", 《JOURNAL OF PHYSICS D: APPLIED PHYSICS》 *
LIDONG DAI ET AL.: "Evidence of the pressure-induced conductivity switching of yttrium-doped SrTiO3", 《JOURNAL OF PHYSICS: CONDENSED MATTER》 *

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