- 學位論文
以氧化鈰為主體的固態電解質在固態氧化物燃料電池上的研究
Study of ceria-based electrolytes for solid oxide fuel cells
摘要
本研究主要是利用溶膠凝膠法製備以氧化鈰為主，摻雜不同比例鹼土及稀土金屬元素的粉體，經高溫鍛燒(1300℃)後欲應用在固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)的電解質部分。粉體經壓製成型後測定阻抗，以判定其導電性。交流組抗儀的測定溫度在400 ~ 700℃之間，在此溫度區段可運作的電池稱中溫固態氧化物燃料電池。固態電解質的導電機制主要是利用摻雜入晶格內金屬離子與鈰的價數不平衡，導致氧離子空位的產生以傳遞氧離子，因此摻雜金屬在晶格中的溶解度為主要關鍵。金屬離子在晶格內的溶解度可由晶格常數來觀察，本研究藉由X光繞射圖譜(X-ray diffreaction, XRD)來計算晶格常數隨金屬摻雜入量的改變。此外，由於氧化鈰的晶格為已知的立方螢石結構，本研究亦藉由X光吸收光譜微細結(Extended X-ray Absorption Fine Structure, EXAFS)的模擬計算推測晶格內摻雜原子的排列情形。
參考文獻
23. Satoshi Yamazaki, Tsuneo Matsui, Tsuyosi Sato, Yuji Arita, Takanori Nagasaki, Solid State Ionics 2002, 154-155, 113
4. Fuel Cell 2000, http://www.fuelcell.org
5. K. Eguchi, T. Setoguchi, T. Inoue and H. Arai, Solid State Ionics 1992, 52, 165
8. Nguyen Q. Minh, J. Am. Ceram. Soc. 1993, 76, 563
10. Wolcyrz, M., Kepinski, L., J. Solid State Chem. 1992, 409, 99
延伸閱讀
- 陳美如（2006）。鐠摻雜之氧化鈰電解質於中溫固態氧化物燃料電池之研究〔碩士論文，國立臺灣大學〕。華藝線上圖書館。https://doi.org/10.6342/NTU.2006.10189
- Chen, M. J. (2011). 以鐠摻雜之氧化鈰為主體之材料的合成與鑑定及其在燃料電池上的應用 [doctoral dissertation, National Taiwan University]. Airiti Library. https://doi.org/10.6342/NTU.2011.02092
- 黃勤文（2010）。原子層級模擬氧化鈰基固態氧化物燃料電池電解質之離子導電行為〔碩士論文，國立臺灣大學〕。華藝線上圖書館。https://doi.org/10.6342/NTU.2010.02910
- Chen, W. C. (2013). 以氧化鋯複合氧化鈰電解質中溫固態氧化物燃料電池之製備與性質研究 [doctoral dissertation, National Taiwan University]. Airiti Library. https://doi.org/10.6342/NTU.2013.02215
- Chen, M. M. (2014). Development and testing of Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) operated with bio-fuel [master's thesis, National Taiwan University]. Airiti Library. https://doi.org/10.6342/NTU.2014.02019