亚微米晶粒氧化钇稳定氧化锆电解质的稳定性

• 作者: 刘泽 彭苏萍 杨志宾 韩敏芳
• 来源期刊: 硅酸盐学报
• 学科: 工学
• 关键词: 固体氧化物燃料电池 氧化钇稳定氧化锆电解质 亚微晶粒结构 老化处理 稳定性
• 年，卷（期）: 2010,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文,中文
• 页码范围: 1-6
• 页数: 6页
• 分类号: TM911.4
• 语种: 中文

摘要

氧化钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)是目前使用最多的电解质材料,YSZ结构和性能的长期稳定对固体氧化物燃料电池(solid oxide full cell,SOFC)系统的可靠性至关重要.重点研究了具有亚微米结构的YSZ在850℃环境中的长期老化性能,结果发现:在850℃空气气氛中老化处理300h后,YSZ中小于1 μm的部分晶粒出现了继续生长的现象,使得小于1 μm晶粒比例下降10%～20%;当这部分晶粒长大到1～2 μm,呈现稳定状态,即没有出现晶粒的过分长大:老化600h和1 000h后,小晶粒(小于1μm)所占比例几乎不变.伴随着晶粒尺寸分布变化,YSZ电解质的电导率也比老化处理初期(300 h)有所降低;当老化处理600h后,电导率下降趋势变缓;老化处理1 000h后,电导率基本稳定,且1 000℃电导率仍然保持在0.15S/cm以上.电导率下降主要是由YSZ晶粒部分长大引起的.具有上述性能的YSZ用作SOFC电解质可以满足长期使用的要求.