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Y/Gd 共掺杂 BaCeO₃-BaZrO₃基质子导体电解质材料

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
本成果研究了 Y 和 Gd 共掺杂对 BaCe₀.₅Zr₀.₃Y₀.₂₋ₓGdₓO₃₋δ（x=0, 0.05, 0.1）质子导体材料的结构、化学稳定性及电学性能的影响。通过固相反应法成功合成了 BCZYGx 系列材料。EIS 和 DRT 分析结合等效电路模型，系统评估了不同 Gd 掺杂浓度下的电导行为。BCZYG5 在 800°C、20% O₂、4.51 kPa H₂O 条件下电导率达 8.90×10⁻³ S・cm⁻¹。缺陷平衡模型计算表明，Gd 掺杂有效抑制了电子空穴导电，质子迁移数随温度升高而下降，氧离子和电子空穴迁移数上升。研究还绘制了不同气氛下各载流子的主导区域图，为材料在实际工况下的应用提供了指导。
成果亮点
Gd 掺杂显著提升了材料的化学稳定性与电导率，优于未掺杂 BCZY。 通过缺陷平衡模型定量计算了各载流子的迁移数，填补了该体系的机制研究空白。 绘制了质子、氧空位、电子空穴在不同气氛下的主导区域图，具有明确的工程指导价值。 为 Y/Gd 共掺杂策略在 SOFC 电解质中的应用提供了系统的实验与理论支持。
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