“固体电解质”课程作业什么是固体电解质？肖特基缺陷和弗仑克尔

“固体电解质”课程作业什么是固体电解质？肖特基缺陷和弗仑克尔 “固体电解质”课程作业 1. 什么是固体电解质, 2. 肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷的概念是什么, 3. 建议自学目:固体电解质相关专业的积累 4. 点缺陷的种类有哪些, 5. 缺陷反应方程式的三个是什么, 6. 建议自学题目:检索3篇固体电解质材料的专业英文文献 7. 试写出在ZrO2中掺入少量CaO的缺陷反应方程式。 8. 试用纯ThO的方法来分析YO掺杂ThO。 2232 9. 建议自学题目:阅读1篇固体电解质材料的专业英文文献，可以是本课程“推 荐文献”，也可以是自选英文文献。 10. 固体电解质定氧探头测定金属熔体中氧含量有什么优点, - 1 - 11. 试举出几个固体电解质应用的例子。 12. 建议自学题目:英文写作经典句型的积累 13. 缺陷对或缺陷簇的形成动力是什么, 14. 萤石结构的氧化物中ZrO-based electrolyte和ThO-based electrolyte有啥22 不同, 15. 建议自学题目: 阅读elsevier英文投稿须知，了解专业英语写作的注意事项。 16. ZrO-CaO System的高温时效作用包括哪三点, 2 17. Na+的传导机制有哪些, 18. 建议自学题目: 国际会议交流常用语句的收集和学习 19. 根据单键能的大小，可将玻璃里的氧化物分成哪三类, 20. 怎样确定缺陷的种类, 21. Calcia stabilized zirconia (CSZ)一般公认的稳定范围是多少, - 2 - 22. 学期大作业——将下段中文翻译成英文 引言 固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种直接将化学能转化为电能的高效、清洁、低污染的技术。但是传统的电解质支撑的燃料电池工作温度较高，这不仅会使燃料电池体系的制备成本高，而且会带来很多复合材料问题，包括电极的烧结、电解质和电极之间的界面扩散和由于热膨胀系数不匹配而产生的机械应力等等。这些问题限制了SOFCs的商业化。降低SOFCs的工作温度可以降低制备成本，还可以使我们能够选择廉价的后备材料如金属合金作为连接体来降低电池堆的复杂性。降低工作温度的方法包括使用中温电解质材料，如掺杂二氧化铈和锶、镁掺杂镓酸镧(LSGM);或者降低阳极支撑SOFCs的电解质厚度。虽然我们希望用新型材料来替代传统的氧化钇稳定的氧化锆电解质，但是这些材料还存在与苛刻的工作环境相关的一些问题，例如，掺杂二氧化铈的机械强度低、稳定性差，LSGM和氧化镍阳极的化学相容性差等。实际上，YSZ凭借其化学稳定性和热稳定性高，机械性能好，在很宽的范围内是纯离子传导等独特的性能，仍然是目前最常用SOFCs电解质材料。近年来，在制备阳极支撑的薄膜电解质的SOFCs方面取得的进展，使我们可以通过降低SOFCs中较高的欧姆电阻，来降低工作温度。 为了在多孔阳极支撑上制备电解质隔膜，人们发展了各种薄膜制备技术。这些技术包括，物理、化学和电化学气相沉积，和溶胶凝胶法、流延法、泥料涂敷、喷涂、滤光膜等液相前驱体的方法。一方面制造气相沉积设备的成本很高。另一方面，为了避免薄膜开裂，使薄膜达到符合要求的致密度和预期厚度，大多数含液相的方法的涂敷和干燥需要反复进行，因此人们认为这些方法的效率较低。而且其中某些薄膜制备技术很复杂、成本高、很难控制。干压成型法是一种简单、廉价、高效的方法。这种方法被广泛的应用于制备厚度大于0.5mm的部件上，而且用这种方法已经成功地制备出8µm厚的二氧化铈基电解质薄膜。不过，对于SOFCs最常用的电解质材料YSZ，尚未有文献报道过用简单的干压成型法制备出厚度小于50µm的用于SOFC的致密YSZ电解质隔膜。这一部分是由于在压制或者共烧结过程中电解质/阳极双层膜的分层或断裂，还有限于对商业化的微尺寸YSZ的要求，用传统的干压成型法很难压出厚度小于50μm的薄膜。 实验 YSZ电解质薄膜的制备 3+4+用甘氨酸硝酸盐法合成YSZ粉末。取适量的Y 和Zr的硝酸盐(按照8 - 3 - 3+4+mol% YSZ配比，Y:Zr摩尔比:4:23)溶于去离子水，加入甘氨酸，搅拌。将按化学计量配好的溶液在加热炉上加热蒸发除去水，而后燃烧形成灰白色粉末。把粉末在700?煅烧2h结晶得到多孔低密度纳米晶YSZ粉体。合成多孔的密度极低的YSZ是在阳极支撑上成功地制备致密YZS电解质薄膜的关键。将YSZ和NiO粉体(共沉淀法合成)按照质量比1:1与氟和有机粘结剂混合制成阳极前驱体，再用不锈钢模具压平表面，使其具有一定的机械强度。金属模具的直径为13mm，阳极生坯厚0.6mm。然后通过筛子(丝网，250目)加上制备好的YSZ粉体。筛子的作用是有效的使YSZ粉体均匀地分布在阳极支撑表面。将YSZ涂层和阳极支撑压到一起，随后将双层坯体在1400?烧结4h，制成致密的YSZ电解质薄膜。 - 4 -