【摘 要】
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随着全球经济模式的转型,对于环保且可再生的氢能源的开发与利用变得极为重要,而质子导体在这方面发挥着重要作用。掺杂的BaCe O3在高温下有良好的质子导电性,但在稳定性方面
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随着全球经济模式的转型,对于环保且可再生的氢能源的开发与利用变得极为重要,而质子导体在这方面发挥着重要作用。掺杂的BaCe O3在高温下有良好的质子导电性,但在稳定性方面的缺陷,严重了限制了它的工业化应用,因此,在不影响导电性的前提下,最大限度地提高它的稳定性,具有重大的意义。采用高温固相反应法,制备了添加Zn O烧结助剂的Ba Ce0.9Y0.1O3-δ（BCY10）和Br掺杂的Ba Ce0.9Y0.1O3-δ,采用溶胶-凝胶法制备了具有核壳结构的Ba Ce0.8Y0.2O3-δ-BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ（BCY20-BZPY20）。通过XRD、SEM、交流阻抗等分析测试技术对材料的物相组成、微观形貌、导电性能进行了表征。同时测定了材料在CO2和沸水中的稳定性。最后将材料应用于阻抗型氢气传感器上,研究其对氢气的敏感性能。ZnO烧结助剂的添加极大地改善了BCY10的烧结性能,烧结助剂的加入形式对BCY10的性能有所影响,其中添加Zn（NO3）2的BCY10（BCYZn2）具有更致密的结构。稳定性测试结果表明,烧结助剂的添加对BCY10在CO2气氛下的稳定性有所提高,而对其在沸水中的稳定性影响不明显。经过1300℃烧结,制得了结构致密的BCY20-BZPY20核壳材料。由于BZPY20的添加导致电导率有所下降,但随添加量的增加,材料在CO2和沸水中的稳定性增强,因此,BZPY20对BCY20的包裹极大地提高了BCY20的稳定性。不同含量的Br掺杂的BCY10,均已形成完好且纯净的相。但Br的掺杂却对材料的烧结起到了阻碍作用,随着Br含量的增加,材料内部的气孔逐渐增多,电导率也有所降低。稳定性测试结果表明,Br的掺入提高了BCY10在CO2中的稳定性。经过传感器敏感性能测试,发现在一定氢气浓度氛围内,传感器的界面反应阻抗随氢气浓度的增大而减小,具有较好的敏感性。
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