俄羅斯科研人員研發(fā)提高質(zhì)子導(dǎo)體導(dǎo)電性的新技術(shù)

俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院合作對(duì)具有鋇鑭銦塊層結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦進(jìn)行了施主和受主摻雜，經(jīng)改性后其導(dǎo)電性能明顯改善，可用于制備固體氧化物燃料電池電解質(zhì)。研究結(jié)果發(fā)表在《Ceramics International》雜志上。

科研人員使用鋇鑭銦作為初始結(jié)構(gòu)，在300—500°C的加濕空氣中用鈦（施主摻雜）取代了其中的一些銦原子（施主摻雜），用鈣（受主摻雜）取代了一些鑭原子，滲透到層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中。隨著受體摻雜，氧缺陷出現(xiàn)在初始材料的晶格中。氧缺陷越多，鈣鈦礦晶格中的質(zhì)子濃度及其遷移率越大，材料的電導(dǎo)率就越高。盡管摻雜鈦沒(méi)有提高電導(dǎo)率值，并導(dǎo)致其略有下降，但它改變了電導(dǎo)率的類型—從混合氧離子和電子到完全氧離子，而且用鈣摻雜的受體提高了電導(dǎo)率?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，在兩層鈣鈦礦中只有受體摻雜才能改善傳輸性能并導(dǎo)致導(dǎo)電性增加。科研人員將進(jìn)一步研究尋找最有效的摻雜劑，提高材料導(dǎo)電性，進(jìn)而開(kāi)發(fā)環(huán)保、高性能和低成本的質(zhì)子燃料電池材料。