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Y-Gd-Zn 三掺杂 BaCeO₃-BaZrO₃基质子导体材料
发布时间: 2026-05-18
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
新品种
行业领域：
新材料技术,新能源及节能技术
成果介绍
本成果通过在 BaCeO₃-BaZrO₃体系中引入 ZnO 作为烧结助剂，成功合成了 Y、Gd、Zn 三掺杂的 BaCe₀.₆Zr₀.₂Y₀.₁₅Gd₀.₀₅ZnₓO₃₋δ（x=0, 0.02, 0.04, 0.06）质子导体材料。XRD 确认所有样品均为单一钙钛矿结构。SEM 分析表明，Zn²⁺的引入显著改善了材料的烧结性能，促进了致密化。通过 DRT 与 ECS 联合分析，系统研究了温度、气氛和 Zn 掺杂浓度对电导率的影响。BCZYGZn0.04 在 700°C、pH₂O=0.018 atm、pO₂=0.20 atm 条件下电导率达 9.25×10⁻³ S・cm⁻¹，质子迁移数在 600°C 时为 0.88。研究还发现，质子迁移行为主要受水蒸气分压控制，受氧分压影响较小。
成果亮点
Zn 作为烧结助剂显著提升材料致密性，降低了制备工艺门槛。
三掺杂策略实现了烧结性能与电学性能的协同优化。
在中等温度下实现高质子迁移数（0.88），具备良好的中低温应用前景。
明确了质子传导的主导环境因素（水蒸气分压），为实际工况下的性能预测提供了依据。
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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