基本介紹
- 中文名：鎳/釔安定化氧化鋯陶金
- 屬性：固體電解質
- 特點：環境友好、壽命長等
- 學科：材料科學技術
化學信息,作用原理,套用,
化學信息
某物質在固體時呈離子狀態存在，並且具有很高的離子導電能力，就可以作為固體電解質。鎳/釔安定化氧化鋯陶金是一種高溫型固體電解質。它是氧離子導體，具有傳導氧離子的性質，同時還具有不滲透氧氣等氣體和鐵一類液體金屬的良好特性，因此成為高溫燃料電池，氣體測氧頭及金屬液測頭等廣泛使用的固體電解質。在冶金、電力、機械、化工等工業部門得到滿意的套用，取得了控制工藝操作、節約能源、節省原材料的良好使用效果。
作用原理
ZrO2是一種離子晶體，這種離子晶體的離解能（或遷移能）很大，所以在室溫或低溫時表現為很好的電絕緣性。當在ZrO2中添加某些陽離子半徑與鋯離子半徑相差在12%以內的低價氧化物，經高溫處理以後，低價離子部分地置換了高價的鋯離子（Zr），為保持系統的電中性，該結構中就形成了氧缺位型的固溶體。氧離子的缺位，以及在氧缺位附近的氧離子的遷移能的降低，使這種ZrO2具備了傳遞氧離子的能力。
套用
固態氧化物燃料電池是以固態的氧化釔、氧化鋯為電解質，這些氧化物在高溫下能夠傳導氧離子，在電池中起著傳導氧離子、分隔氧化劑（如氧）和燃料氫的作用。構成固體氧化物燃料電池的關鍵部件為陰極、陽極、固體氧化物電解質隔膜（如氧化釔穩定的氧化鋯一YSZ）和雙極板或連結材料。按照電池結構的不同，固體氧化物電解質可分為平板形結構和圓管型結構。
固態氧化物燃料電池工作時，若以重整氣（氫氣和CO的混合物）為燃料，在電池內部發生以下反應。
在陰極，氧分子得到電子被還原為氧離子，即
氧離子在電解質隔膜兩側電位差與濃差驅動力的作用下，通過電解質隔膜中的氧空位，定向躍遷到陽極側並與燃料進行氧化反應，即
固體氧化物燃料電池在600～1000℃條件下工作，不但電催化劑無需採用貴金屬，而且還可以直接採用天然氣、氣化煤氣和碳氫化合物作燃料，簡化了電池系統。
