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高熵钙钛矿质子导体电解质材料及其制备技术
发布时间: 2026-05-18
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
新品种
行业领域：
新材料技术,新能源及节能技术
成果介绍
本成果基于高熵氧化物设计理念，成功开发出一种新型单相高熵钙钛矿质子导体材料，化学组成为 BaSn₀.₁₅Ce₀.₃₅Zr₀.₂₅Y₀.₁Sm₀.₁Zn₀.₀₅O₃₋δ。该材料突破了传统掺杂体系的固溶极限，利用 “鸡尾酒效应” 实现了多元素协同优化。采用固相反应法合成，结构属于 Pm-3m 立方钙钛矿。通过 EIS 与 DRT 联合分析，构建了缺陷平衡模型，揭示了电导率差异的内在机制。在 600°C、pH₂O=0.054 atm、pO₂=0.20 atm 条件下，质子迁移数达 0.90，表现出优异的质子导电性能。化学稳定性测试显示，该材料在含 CO₂和 H₂O 的恶劣环境中具有显著提升的稳定性，优于传统 BaCeO₃基材料。
成果亮点
首创高熵策略在 BaCeO₃-BaZrO₃体系中的应用，突破了固溶极限。
在中等低温条件下实现高质子迁移数（0.90），具备中低温 SOFC 应用潜力。
显著提升了材料在 CO₂/H₂O 环境中的化学稳定性，解决了传统 BaCeO₃基电解质的核心瓶颈。
提出熵工程调控策略，为多组分电解质材料的性能优化提供了新路径。
团队介绍
杨利新，男，汉族，陕西渭南人。毕业于东北大学冶金工程专业，主要研究方向为质子导体电解质材料的制备及性能研究，目前以第一作者发表SCI论文7篇。
成果资料
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