[发明专利]碳酸锂/钇掺杂铈锆酸钡复相结构质子导体材料

摘要

本发明公开了一种碳酸锂/钇掺杂铈锆酸钡复相结构质子导体材料，以BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3-δ（BCZY）为基体，外加质量百分比为2.5%碳酸锂作为液相烧结助剂；采用软化学方法制备：（1）以硝酸盐-柠檬酸凝胶自燃烧法，获得浅黄色BCZY粉体；（2）以BCZY粉体为基体材料，加入碳酸锂，球磨混合，经干燥、研磨、过筛后于150MPa干压成型，再于1200～1300℃埋烧，保温5小时，制得BCZY-2.5%Li2CO3复相结构质子导体材料。本发明复相结构质子导体材料具有良好的烧结性和导电性，700℃下电导率达10-2S/cm，为开发固体氧化物燃料电池奠定了基础。

主权项

一种碳酸锂/钇掺杂铈锆酸钡复相结构质子导体材料，其组成和摩尔含量如下：以BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3‑δ简称BCZY为基体，外加质量百分比为2.5%碳酸锂作为液相烧结助剂；该碳酸锂/钇掺杂铈锆酸钡复相结构质子导体材料的制备方法，采用软化学方法分两步制备：（1）采用硝酸盐‑柠檬酸凝胶自燃烧法，以Ba(NO3)2、Zr(NO3)4·5H2O、Ce(NO3)3·6H2O、Y(NO3)3·6H2O、乙二胺四乙酸简称EDTA、柠檬酸、氨水为原料，按照总金属盐离子：EDTA：柠檬酸为1：1.5：1／1：2：1摩尔比混合，加入去离子水中加热，用氨水调节pH为6～8，加热搅拌蒸发水分，获得粘稠状的胶体；再将此凝胶在不锈钢反应容器中进行反应，于240℃预烧，保温5小时，最后在1000℃下煅烧，保温5小时，获得浅黄色BCZY粉体；（2）将步骤（1）的BCZY粉体为基体材料，外加质量百分比为2.5%碳酸锂，以无水乙醇为介质球磨混合；经干燥、研磨、过筛后将粉体放入模具中，在150MPa下干压成型，之后将所得的试样片在1200～1300℃空气气氛中埋烧，保温5小时，制得碳酸锂/钇掺杂铈锆酸钡即BCZY‑2.5%Li2CO3复相结构质子导体材料。