第六章快离子导体陶瓷详解

1、2021/3/261 2021/3/262 众所周知众所周知, ,金属是很好的导电材料金属是很好的导电材料, ,电线电电线电 缆都是用铜或铝做成的缆都是用铜或铝做成的, ,因为金属中存在大量因为金属中存在大量 的自由电子的自由电子, ,当把金属做成导线当把金属做成导线, ,接通电源后接通电源后, , 金属中的自由电子就按一定方向运动而导电金属中的自由电子就按一定方向运动而导电, , 这种情况就叫做这种情况就叫做。 2021/3/263 通常所用的导体是通常所用的导体是, ,除金除金 属之外属之外, ,有没有有没有呢呢? ? 答案是肯定的答案是肯定的, ,其中之一就是其中之一就是 被称为第二类导

2、体的被称为第二类导体的。 2021/3/264 众所周知众所周知,氯碱工业是最重要的基础化学之氯碱工业是最重要的基础化学之 一一,它是以食盐为原料它是以食盐为原料,将两个分别由将两个分别由和和 制成的制成的插入其水溶液中通电即可进行电插入其水溶液中通电即可进行电 解解,同时制取同时制取Cl2、H2和和NaOH三种重要的化工三种重要的化工 原料原料,其中食盐就是其中食盐就是。 2021/3/265 电解质是导体的一种电解质是导体的一种, ,它包括它包括 、和和固体电解质固体电解质 三种。三种。 电解质和非电解质最明显的区别电解质和非电解质最明显的区别 就是前者导电就是前者导电, ,后者不导电。后

3、者不导电。 2021/3/266 用得最为普遍用得最为普遍,它的导电能力取它的导电能力取 决于所含决于所含、和和。 在溶液中几乎都是以离子的形态存在溶液中几乎都是以离子的形态存 在在,例如例如NaCl,在水溶液中能够电离出在水溶液中能够电离出Na+和和Cl-, 两者在一定的电压下定向移动即可形成电流两者在一定的电压下定向移动即可形成电流; 2021/3/267 在溶液中离解度很小在溶液中离解度很小,离子的数离子的数 量很少量很少,主要主要,例如醋酸例如醋酸; 可认为在水溶液中根本不发生电可认为在水溶液中根本不发生电 离离,例如糖、蛋白质等。例如糖、蛋白质等。 在电解、电镀、电池、防护等在电解、

4、电镀、电池、防护等 领域中有着广泛的应用领域中有着广泛的应用,如铅酸蓄电池就是以如铅酸蓄电池就是以 硫酸做为电解质。硫酸做为电解质。 2021/3/268 是一种离子熔体是一种离子熔体,一般采用两一般采用两 种或三种盐组成种或三种盐组成作为熔体作为熔体, 在工业上可用于在工业上可用于制备熔盐电池制备熔盐电池,甚至可以甚至可以 用于用于核反应堆核反应堆。 2021/3/269 对于熔融的盐和碱对于熔融的盐和碱,或者盐、碱和酸用水稀释得或者盐、碱和酸用水稀释得 到的溶液都能导电。到的溶液都能导电。 这是由于熔体或溶液中存在的这是由于熔体或溶液中存在的离子产生移动离子产生移动的的 结果结果,因此这种

5、导电称为因此这种导电称为。 实际上实际上,通常分为通常分为和和两大两大 类。类。 2021/3/2610 的载流子是的载流子是; 又称电解质又称电解质,其载流子是其载流子是 。 然而然而,实际上实际上,电解质不仅限于熔盐或溶液电解质不仅限于熔盐或溶液, 而且还有而且还有。 2021/3/2611 是近年来倍受关注并迅速是近年来倍受关注并迅速 发展的新兴材料发展的新兴材料,它的基本特点是在固态时它的基本特点是在固态时 具有具有的离子电导率的离子电导率,亦称亦称 为为（fastionicconductor）。）。 2021/3/2612 区别于区别于的最基本的最基本 特征是在一定的温度范围内具有能

6、与液体电解特征是在一定的温度范围内具有能与液体电解 质相比拟的质相比拟的和低的和低的。 2021/3/2613 首先首先,的离子的离子(包括空位包括空位)10- 2-1cm-1; 其次其次,要小于要小于0.5eV(Ea0.5eV)数量级数量级; 再次再次,离子离子(包括其空位包括其空位)的的必须大于必须大于99, 即对离子是导体即对离子是导体,对电子是绝缘体对电子是绝缘体,否则否则,便属于便属于 。 2021/3/2614 一般属于绝缘体。在理想的离子一般属于绝缘体。在理想的离子 晶体中晶体中,没有可供导电的自由电子没有可供导电的自由电子,而离子也都被而离子也都被 约束在晶格结点附近作微小的振

7、动约束在晶格结点附近作微小的振动,不能自由移不能自由移 动动,所以所以。 只有只有,例如碱金属卤化物离例如碱金属卤化物离 子晶体子晶体,可通过离子迁移而导电可通过离子迁移而导电,其导电性质与电其导电性质与电 解质溶液中的电解导电类似解质溶液中的电解导电类似,即伴随有化学反应即伴随有化学反应 发生。发生。 2021/3/2615 一般说来一般说来,在离子晶体中在离子晶体中是是 很小的很小的,所以其离子导电性是很小的。所以其离子导电性是很小的。 如如NaCl晶体在室温下电导率晶体在室温下电导率为为10-14-1cm-1 数量级数量级,而通常认为而通常认为者即属者即属 绝缘体。绝缘体。 2021/3

8、/2616 在已发现的在已发现的中中,绝大多数是绝大多数是 。 是指是指电导率电导率可以和可以和液体电解质液体电解质或或 熔盐熔盐相比拟的相比拟的,又称又称。 实质是离子在通过晶体点阵缺实质是离子在通过晶体点阵缺 陷或玻璃网络结构中的隧道和通路陷或玻璃网络结构中的隧道和通路,按一定方向运动而按一定方向运动而 产生导电性的物质。产生导电性的物质。 2021/3/2617 ,根据导电离子的性质根据导电离子的性质,可分可分 为阳离子导体和阴离子导体两种（见下表）。为阳离子导体和阴离子导体两种（见下表）。 2021/3/2618 如果固体中的电子电导和离子电导现象同如果固体中的电子电导和离子电导现象同

9、 时存在时存在,则这种材料称为则这种材料称为。 这一类导体有这一类导体有（如（如-硫化硫化 银和银和-硫化铜等）、硫化铜等）、（如硫（如硫 化钛和硫化锆等）和化钛和硫化锆等）和（如钨酸钠、钼（如钨酸钠、钼 酸锂）等。酸锂）等。 2021/3/2619 从实践中归纳出几条判据从实践中归纳出几条判据 （1）晶体中必须存在一定数量）晶体中必须存在一定数量 ,这些这些应受到应受到和和 的限制。的限制。 决定快离子导体中离子导电性的主要因素有决定快离子导体中离子导电性的主要因素有: 传导离子的特点传导离子的特点、,。 2021/3/2620 （2）晶格中应包含）晶格中应包含,而而 并并,这些这些 间隙位

10、应具有出口间隙位应具有出口,出口的线度应至少可与传导离出口的线度应至少可与传导离 子尺寸相比拟。子尺寸相比拟。 2021/3/2621 （3）可动离子）可动离子不不 能太高能太高,以使传导离子以使传导离子可以比较容可以比较容 易跃迁。易跃迁。 （4）可容纳传导离子的）可容纳传导离子的应彼此应彼此 ,间隙位的分布应取共面多面体间隙位的分布应取共面多面体,构成一个立构成一个立 体间隙网络体间隙网络,其中拥有其中拥有 以传输可动离子。以传输可动离子。 2021/3/2622 快离子导体既快离子导体既特点特点,又具有与熔融强电解质或强电又具有与熔融强电解质或强电 解质水溶液相比拟的解质水溶液相比拟的。

11、 不同于不同于正常态离子固体正常态离子固体,介于正常态与熔融态的中介于正常态与熔融态的中 间相间相-固体的离子导电相。固体的离子导电相。 在一定的温度范围内保持稳定的性能。在一定的温度范围内保持稳定的性能。 良好的快离子导体材料应具有良好的快离子导体材料应具有。 快离子导体中快离子导体中,研究得最多的研究得最多的 是是AgCu、Li、Na、F和和O等的快离子导体。等的快离子导体。 2021/3/2623 引起的引起的现象早就被人们发现现象早就被人们发现 并得到应用。并得到应用。 1834年年M.法拉第首先观察到法拉第首先观察到中的离子传中的离子传 输现象。但当时尚不能理解这一发现的意义。输现象

12、。但当时尚不能理解这一发现的意义。 1935年发现年发现在在147oC从低温相转变到高从低温相转变到高 温相时温相时,电导率增加了四个数量级电导率增加了四个数量级,这个相变是由一这个相变是由一 般离子导体到快离子导体的相变。般离子导体到快离子导体的相变。 2021/3/2624 1961年合成了第一个室温快离子导体年合成了第一个室温快离子导体。 1967年前后发现了以银离子为载流子的复合碘年前后发现了以银离子为载流子的复合碘 化银化合物化银化合物(室温电导率达室温电导率达0.27S/cm)为代表为代表 的一系列室温阳离子导体的一系列室温阳离子导体,把固体电解质的应用由高把固体电解质的应用由高

13、温推向室温。温推向室温。 1978年又发现了室温铜离子导体年又发现了室温铜离子导体。 由于能源问题的突出由于能源问题的突出,近十几年来快离子导体受近十几年来快离子导体受 到相当广泛的重视到相当广泛的重视 2021/3/2625 几乎同时还发现了几乎同时还发现了以钠离子为载流子以钠离子为载流子的的 -Al2O3在在200-300有很高的离子导电率有很高的离子导电率 (达达10-1S/cm),相当于相当于,这是固这是固 体电解质的又一次突破体电解质的又一次突破,它导致大功率它导致大功率 的出现的出现,有可能用作有可能用作 。 2021/3/2626 到到20世纪世纪70年代中后期年代中后期,逐渐形

14、成一门逐渐形成一门 新的学科分支新的学科分支-。同时召开了。同时召开了 若干次国际会议若干次国际会议,1980年创刊了专门的国际年创刊了专门的国际 性月刊性月刊“”(固态离子固态离子 学学),国内外出版了有关专著。国内外出版了有关专著。 2021/3/2627 我国在我国在20世纪世纪60年代末开始年代末开始,进行了进行了 的的高温燃料电池高温燃料电池的研的研 究究; 20世纪世纪70年代初年代初,开始以开始以 的研究的研究,以后进行了以后进行了 的研究的研究,并在某些方面获得了应并在某些方面获得了应 用。用。 2021/3/2628 由于由于具有重大的具有重大的理论和实用理论和实用 价值价值

15、,已在众多已在众多实际应用领域实际应用领域发展成为很有价发展成为很有价 值的材料或器件。值的材料或器件。 近年来近年来,各国科学家十分重视各国科学家十分重视与能源有关与能源有关 的问题的问题,而而用作无污染用作无污染 、新能源材料新能源材料,等的研究等的研究 就备受关注。就备受关注。 2021/3/2629 低能密度低能密度-电池电池应用。应用。 :重量轻、体积小、电压稳定、储存寿命长、产重量轻、体积小、电压稳定、储存寿命长、产 生微安级电流。生微安级电流。 :手表、心脏起搏器、精密电子仪器的基准手表、心脏起搏器、精密电子仪器的基准 电源。电源。 :含含Ag+的固体电解质。的固体电解质。 A.

16、 A. 低能密度电池低能密度电池 2021/3/2630 含含Ag+ 固体电解质固体电解质 AgAg Pt 含含Ag+ 固体电解质固体电解质 AgAg Pt 定时器的结构图定时器的结构图 定时器定时器: t V 特性曲线特性曲线 2021/3/2631 B. 钠硫电池钠硫电池 应用于高放电电流密度的高能蓄电池。应用于高放电电流密度的高能蓄电池。 钠硫电池钠硫电池 Na 阳极阳极 S 阴极阴极 Al2O3电解质电解质 不锈钢不锈钢 外壳外壳 电池的结构式：电池的结构式： Na | Na+ Al2O3| Na2Sx S C 电池反应：电池反应：2Na+xS=Na2Sx 2021/3/2632 Al

17、Si熔体熔体 Al2O3 Al2O3 V 2021/3/2633 O2 O2 H2 ZrO2 ZrO2 工作温度工作温度:80010000C 燃料电池的开路电压燃料电池的开路电压: V0=(RT/nF)lnPO2(c)/PO2 (a) 高温燃料电池的阴极反应高温燃料电池的阴极反应: O2(c)+4e-2O2- 阳极反应阳极反应: 2O2-O2(a)+4e- 2021/3/2634 制作离子选择电极制作离子选择电极,如用氧化锆制作氧分析仪的探头如用氧化锆制作氧分析仪的探头, 可直接测定熔融钢液中氧的浓度。可直接测定熔融钢液中氧的浓度。 空气空气 O2(c) 被检测气体被检测气体 O2(a) 20

18、21/3/2635 F.高温加热器高温加热器（ZrO2熔点为熔点为26000C） 温度温度0C70010002000 电导率电导率S/m 1102104 2021/3/2636 G.制作压敏、气敏、湿敏等制作压敏、气敏、湿敏等及其他及其他 。 H.制作磁流体发电中的制作磁流体发电中的或或等。等。 2021/3/2637 绝大部分绝大部分陶瓷属于绝缘体陶瓷属于绝缘体,在室温或不在室温或不 太高的温度下太高的温度下,材料的材料的都比较低都比较低, 都比较高都比较高,因而因而很少显示离子很少显示离子 导电性导电性。 2021/3/2638 但是但是,(离子导电陶瓷离子导电陶瓷)在一定在一定 的温度条

19、件下的温度条件下具有和具有和强电解质液体强电解质液体相似的相似的 离子电导特性。离子电导特性。 许多陶瓷都是许多陶瓷都是,离子晶体电导离子晶体电导 主要为主要为。 2021/3/2639 源于源于的运动的运动,称称 为为(或或),这种离子自身这种离子自身 随着热振动离开晶格形成随着热振动离开晶格形成(肖特基缺肖特基缺 陷、弗伦凯尔缺陷陷、弗伦凯尔缺陷)。 2021/3/2640 这种这种无论是无论是或者或者都是都是 带电的带电的,因而都可作为因而都可作为。 决定于决定于T和和E, 只有只有在高温下在高温下,所以所以 在高温下才显著。在高温下才显著。 2021/3/2641 是由固定较弱的是由固

20、定较弱的的运动造的运动造 成的成的,因而常称因而常称。 杂质离子晶格中结合比较弱的离子杂质离子晶格中结合比较弱的离子,所所 以以在较低温度下在较低温度下,。 2021/3/2642 某些某些主要是由于主要是由于 引起的。引起的。 主要有主要有空位扩散空位扩散、间隙扩散间隙扩散、 亚晶格间隙亚晶格间隙扩散。扩散。 2021/3/2643 在在没有外场没有外场时时,这些这些 ,不产生宏观电流不产生宏观电流; 但是当但是当有外场存在有外场存在时时,对它们所对它们所 带的带的,使使 ,从而产生宏观电流。从而产生宏观电流。 这说明这说明和和 有关。有关。 2021/3/2644 在在化学势梯度化学势梯度

21、或或电势梯度电势梯度的作用下的作用下,离子离子 通过通过发生迁移。发生迁移。 作为作为都是那些都是那些离子半径较小离子半径较小, 原子价又低的离子原子价又低的离子,这些低价离子在晶格内的这些低价离子在晶格内的 键型主要是键型主要是。由于。由于离子间的库仑引力离子间的库仑引力 较小较小,故易迁移。故易迁移。 2021/3/2645 在已发现的在已发现的中中,可移动离子可移动离子 有有H+、H3O+、NH4+、Li+、Na+、K+、Rb+ 、Cu+、Ag+、Ga+、Tl+等等和和O2-、F- 等等。 因此因此,Li+,Ag+等阳离子等阳离子在室温下在室温下就呈现就呈现 出高的离子导电性出高的离子导

22、电性;而像而像F-、O2-等阴离子等阴离子,由由 于于半径大半径大,仅仅在高温下在高温下才能显示出离子导电才能显示出离子导电 性。性。 2021/3/2646 2021/3/2647 在晶体中的在晶体中的,取决取决 于于和和。 2021/3/2648 快离子导体的快离子导体的 由由构成的构成的,为为 迁移离子的运动迁移离子的运动提供通道提供通道; 由由构成的构成的。 2021/3/2649 其中其中,必须满足三个条件必须满足三个条件: 刚性晶格中刚性晶格中,远远 远大于远大于。 ,以使运以使运 动离子能通过热激活从一个间隙位置跃迁到近邻动离子能通过热激活从一个间隙位置跃迁到近邻 的位置。的位置

23、。 必须连成通道。必须连成通道。 这种通道可以是一维的这种通道可以是一维的,但最好是二维和三维的。但最好是二维和三维的。 2021/3/2650 离子迁移离子迁移变成变成快离子导体快离子导体 固体结构中固体结构中存在大量的存在大量的; ,即迁移离子附近应存在即迁移离子附近应存在 可能被占据的空位可能被占据的空位,而空位数目应远较迁移离而空位数目应远较迁移离 子本身的数目为多子本身的数目为多,迁移离子具有在其空位上迁移离子具有在其空位上 统计分布的结构。这种快离子导体的特征是统计分布的结构。这种快离子导体的特征是 离子的移动非常容易离子的移动非常容易; 2021/3/2651 固体有固体有,应存

24、在应存在提供离子提供离子 迁移所需的通道迁移所需的通道。即离子迁移所需克服的。即离子迁移所需克服的 势垒高度应相当小。势垒高度应相当小。 在单晶或多晶体中在单晶或多晶体中,离子迁移时有它的离子迁移时有它的 特殊通道特殊通道。 2021/3/2652 离子传导的离子传导的 指的是晶体结构中的指的是晶体结构中的传输通道传输通道 都是都是,这种传导特征都出现在这种传导特征都出现在具具 有链状结构的化合物中有链状结构的化合物中; 2021/3/2653 指的是离子在晶体结构指的是离子在晶体结构 中的中的,这种传导特征这种传导特征 都出现在都出现在层状结构的化合物层状结构的化合物中中; 2021/3/2

25、654 的特点是的特点是,在某些在某些骨架结构的骨架结构的 化合物中化合物中,离子可以在离子可以在,因而因而 传导性能传导性能基本上是基本上是。 与与晶态物质晶态物质相比相比,在在非晶态离子导体结非晶态离子导体结 构网络构网络内内,没有没有明确而特定明确而特定的的, 所以所以非晶态离子导体的传输性能非晶态离子导体的传输性能是是 的。的。 2021/3/2655 以氧离子以氧离子(O2-)为主要载流子为主要载流子(或导电性或导电性 离子离子)的快离子导体的快离子导体,称为氧离子导体。称为氧离子导体。 2021/3/2656 早在早在19世纪末世纪末就发现了就发现了并用并用 作作宽带光源宽带光源,

26、以后发现以后发现氧化锆存在大量氧空氧化锆存在大量氧空 位位,其电导主要是其电导主要是氧离子氧离子(O2-)电导电导。 具有特殊的功能具有特殊的功能,已在工业已在工业 上得到应用上得到应用,如作为如作为高温燃料电池高温燃料电池、氧泵的氧泵的 隔膜材料隔膜材料和和氧传感器氧传感器等。等。 2021/3/2657 在已发现的在已发现的中中,主要是主要是 适用于适用于600-1600和和中、高氧分压区中、高氧分压区 间间的的和和结构的氧化物。结构的氧化物。 2021/3/2658 发现最早、应用最广的是以发现最早、应用最广的是以 和和稳定的稳定的ZrO2固溶固溶 体。体。 此外此外,掺杂的掺杂的Bi2

27、O3固溶体固溶体在低温下的在低温下的 离子传导性超过了离子传导性超过了ZrO2固溶体固溶体,引起了人引起了人 们的注意。们的注意。 2021/3/2659 在萤石结构中在萤石结构中阳离子阳离子(Zr4+)位于阴位于阴 离子离子(O2-)构成的简单立方点阵的体心构成的简单立方点阵的体心, 配位数为配位数为8。如下图所示。如下图所示: 2021/3/2660 萤石型化合物结构示意图萤石型化合物结构示意图 A4O8 4AO2 O2- A4+ 2021/3/2661 由于由于构成的简单构成的简单立方点阵的体心立方点阵的体心 部位部位只有只有占据占据,所以在这种结构所以在这种结构 中中,有利于离子迁移。

28、有利于离子迁移。 2021/3/2662 的四价氧化物的四价氧化物在在掺杂碱掺杂碱 土金属氧化物土金属氧化物RO或或稀土氧化物稀土氧化物Ln2O3后后,为为 了保持晶体的电中性了保持晶体的电中性,在在M1-x4+Rx2+O2-x或或M1- 2x4+Ln2x3+O2-x固溶体晶格内出现氧离子空位 固溶体晶格内出现氧离子空位 。如下图所示。如下图所示: 2021/3/2663 低价位元素取代高价位元素 ZrO2(Y2O3) 2021/3/2664 加入加入一个一个2价阳离子价阳离子产生产生1个氧离子空位个氧离子空位, 加入加入一个一个3价阳离子价阳离子产生产生1/2个氧离子空位个氧离子空位,这这

29、些些和萤石结构中存在的空隙均赋和萤石结构中存在的空隙均赋 予某些四价氧化物予某些四价氧化物MO2(ZrO2、HfO2、ThO2、 CeO2、UO2等等)氧离子传导特性。氧离子传导特性。 2021/3/2665 2021/3/2666 目前目前研究得最彻底研究得最彻底和和应用最广的应用最广的是是 。 没有离子导电性没有离子导电性,而且还会而且还会 。如下图所示。如下图所示: 2021/3/2667 PhaseTransitionsinZrO2 2021/3/2668 为为,可在氧化锆中可在氧化锆中 加入少量碱土金属氧化物加入少量碱土金属氧化物(MgO、CaO等等) 或稀土氧化物或稀土氧化物(Y2

30、O3、CeO2等等),使使ZrO2 。 2021/3/2669 在在防止开裂的同时防止开裂的同时,由于晶体结构中产由于晶体结构中产 生了生了,在电场或外压力下在电场或外压力下, 氧离子可通过氧离子可通过,但其间但其间只只 允许氧离子通过允许氧离子通过,而而其他气体离子其他气体离子 则不能通过氧空位参与导则不能通过氧空位参与导 电。电。 2021/3/2670 因此因此,这类陶瓷又被称为这类陶瓷又被称为 ,如在氧化锆中加入如在氧化锆中加入CaO,每加一个每加一个 Ca2+就产生一个氧离子空位就产生一个氧离子空位,其缺陷反应其缺陷反应 方程式为方程式为: (1-x)ZrO2+xCaO=Zr1-xC

31、axO2-x+ xO2- 2021/3/2671 产生了大量的产生了大量的, 在空位附近的氧离子向空位移动时在空位附近的氧离子向空位移动时,空位便空位便 向其相反方向移动向其相反方向移动而导电。而导电。 在高温下在高温下氧离子容易移动氧离子容易移动,电导率大电导率大 ,CaO和和Y2O3稳定的稳定的ZrO2材料在材料在1000时氧时氧 离子电导率可分别达到离子电导率可分别达到10-2和和10-1S/cm。 2021/3/2672 在选择在选择时时,除考虑除考虑电导率的电导率的 大小大小外外,还要考虑还要考虑应用场合应用场合对离子导体对离子导体 在在和和以及以及 等方面的要求。等方面的要求。 2

32、021/3/2673 O2-(1/4removed) Bi3+ (6s2) 730825 2021/3/2674 和萤石型结构的氧化物类似和萤石型结构的氧化物类似,钙钛矿型钙钛矿型 结构氧化物结构氧化物(A=M2+或或M3+,B=M4+或或 M3+)中的中的时时,为为 保持晶体的电中性保持晶体的电中性,也会产生氧离子空位也会产生氧离子空位,从从 而出现氧离子传导而出现氧离子传导,而成为离子导体。而成为离子导体。 2021/3/2675 钙钛矿型氧离子导体钙钛矿型氧离子导体ABO3 A B O 2021/3/2676 不像萤石结构在晶胞中心不像萤石结构在晶胞中心 有很大空隙有很大空隙,因而因而,

33、所以钙钛矿所以钙钛矿 型结构固溶体的型结构固溶体的O2-传导性不如萤石结构固溶传导性不如萤石结构固溶 体。体。 ABO3型氧离子导体主要有以型氧离子导体主要有以CaTiO3、 SrTiO3和和LaAlO3为基的三个系统。为基的三个系统。 2021/3/2677 CaTi0.95Mg0.05O2.95、CaTi0.5Al0.5O2.75和和 CaTi0.7Al0.3O2.85在在1000的电导率可达的电导率可达10- 2S/cm数量级 数量级,且后者在低氧分压下的离子迁且后者在低氧分压下的离子迁 移数在移数在0.9以上以上,可作为可作为高温燃料电池的隔膜高温燃料电池的隔膜 材料材料。 2021/

34、3/2678 与与ZrO2相比相比,的的 (约为约为1400)、 。 缺点是缺点是,从而影响输从而影响输 出功率。出功率。 2021/3/2679 自从自从1966年美国福特汽车公司发现年美国福特汽车公司发现 在在200300 有特别高的离子电导事后有特别高的离子电导事后,钠离子导体发展钠离子导体发展 成为一类重要的快离子导体。成为一类重要的快离子导体。 2021/3/2680 是一类非化学计量、通式为是一类非化学计量、通式为 (M+=Na+、K+、Li+、Rb+、 Ag+、Cu+、Ga+、Tl+、H3O+、NH4+、H+ 等等;A3+=A13+、Ga3+、Fe3+)的的 ,其中其中x可以是可以是5-11之间的各种数值之间的各种数值,当当x 不同时不同时,可有不同结构。可有不同结构。 2021/3/2681 研究最多的两种结构是研究最多的两种结构是 : -A12O3()和和 -A12O3 ()。 由于由于M+在在中扩散中扩散,产生产生 ,使使成为快离子成为快离子 导体中一组重要的材料。导体中一组重要的材料。 2021/3/2682 随着随着研究的进展研究的进展,以以锂离子导体锂离子导体 作为隔膜