電泳沉積法制備La-,2-Mo-,2-O-,9-薄膜研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種電化學(xué)能轉(zhuǎn)換裝置，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)環(huán)境友好和燃料選擇廣泛等優(yōu)點(diǎn)，得到了人們的廣泛關(guān)注。SOFC的基本結(jié)構(gòu)可以看成多孔陰極和多孔陽(yáng)極中間夾著固體電解質(zhì)。工作時(shí)極化損失主要集中在電解質(zhì)的內(nèi)阻上。為提高燃料電池的電流密度和輸出功率密度，應(yīng)盡量降低電解質(zhì)材料的厚度。同時(shí)由于傳統(tǒng)的SOFC由于工作溫度高(1000℃左右)帶來(lái)諸多材料和技術(shù)問(wèn)題，因此，對(duì)中溫范圍（600～800℃）內(nèi)具有較高氧離子電導(dǎo)率的材

2、料的研究也是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 La2Mo2O9這種氧離子導(dǎo)體，在800℃下的電導(dǎo)率高達(dá)0.06S cm-1，在中溫SOFC中有較大應(yīng)用前景。因此對(duì)La2Mo2O9薄膜化的工藝進(jìn)行研究具有很大的實(shí)際意義。 鑒于目前尚未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)外關(guān)于制備La2Mo2O9薄膜材料的報(bào)道，本文圍繞著電泳沉積法制備La2Mo2O9薄膜，在如下的幾方面進(jìn)行了研究和探索： 1. 電泳沉積用La2Mo2O9粉體的制備，分別通過(guò)固相法和檸檬酸

3、鹽法制備了La2Mo2O9粉體，其顆粒粒徑分別為500nm和150nm左右。 2. 采用La0.8Sr0.2CoO3混合導(dǎo)體作為陰極基體材料，對(duì)La0.8Sr0.2CoO3和La2Mo2O9的熱膨脹性能，以及La2Mo2O9/La0.8Sr0.2CoO3雙相材料高溫化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，兩種材料在600～800℃范圍內(nèi)有相近的熱膨脹系數(shù)；La2Mo2O9與La0.8Sr0.2CoO3在800℃以下有良好的化

4、學(xué)穩(wěn)定性，在850℃以上有雜相La2MoO6生成。采用K值法對(duì)900℃不同保溫時(shí)間的樣品的XRD結(jié)果進(jìn)行分析表明雜相的含量隨保溫時(shí)間的增加而增加，La2Mo2O9/La0.8Sr0.2CoO3雙相材料的電導(dǎo)率隨La0.8Sr0.2CoO3含量的增加而增加。 3. 采用恒壓電泳沉積法在La0.8Sr0.2CoO3支撐體上制備了多孔的La2Mo2O9薄膜。分別采用固相法和檸檬酸鹽法制備的粉體配成懸浮液，根據(jù)ζ電位值的大小確定了懸浮體

5、系中分散介質(zhì)碘的含量，以及水和La2Mo2O9粉體含量的最佳值。對(duì)分散有固相法制備的粉體的懸浮體系，其組成為：丙酮230ml+水10ml+碘0.02g+ La2Mo2O9 2g；對(duì)分散有檸檬酸鹽法制備的粉體的懸浮體系，其組成為：丙酮230ml+水10ml+碘0.04g+La2Mo2O9 1g。對(duì)電泳沉積工藝的研究表明電壓為50V時(shí)沉積的薄膜質(zhì)量最好。在沉積電壓為50V的條件下，薄膜厚度隨沉積時(shí)間延長(zhǎng)而增大；在電壓為50V，沉積時(shí)間為10