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Cu²⁺掺杂 BaCeO₃-BaZrO₃基质子导体及其输运性能优化技术
发布时间: 2026-05-18
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利,新品种
行业领域：
新材料技术,新能源及节能技术
成果介绍
本成果系统研究了 Cu²⁺掺杂对 BaCe₀.₆Zr₀.₂₋ₓY₀.₁₅Gd₀.₀₅CuₓO₃₋δ 质子导体材料结构、致密化行为及电学性能的影响。通过固相反应法成功合成了不同 Cu 掺杂量（x=0, 0.02, 0.04, 0.06）的系列材料。SEM 和相对密度测试表明，适量 Cu 的引入显著降低了烧结温度，提高了材料的致密度。EIS 和 DRT 分析结合缺陷平衡模型揭示了 Cu 掺杂对导电机制的影响。其中，BCZYGCu0.02 在 700°C、pO₂=0.20 atm、pH₂O=0.018 atm 条件下总电导率达 1.11×10⁻² S・cm⁻¹，质子迁移数在 500°C 时高达 0.97。相比未掺杂样品，Cu 掺杂显著提升了质子浓度和迁移数。
成果亮点
低成本 Cu²⁺掺杂有效降低烧结温度，提升材料致密度与可加工性。
在中等温度下实现高达 0.97 的质子迁移数，显著优于传统材料。
系统建立了掺杂量 - 结构 - 电导率之间的关联模型，为掺杂策略设计提供理论依据。
提供了一种提升 BaCeO₃-BaZrO₃基材料综合性能的简便、有效方法。
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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