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镓酸镧(LaGaO3)主要用作SOFC/SOEC固体电解质 LSGM为代表性产品

2024-05-22 16:47      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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镓酸镧(LaGaO3)主要用作SOFC/SOEC固体电解质 LSGM为代表性产品

  镓酸镧,化学式为LaGaO3,主要用作固体电解质,应用在固体氧化物燃料电池(SOFC)、固体氧化物电解池(SOEC)等制造领域,通常用作氧离子导体,随着技术进步,其质子导体特性也被发现。
 
  为提高产品综合性能,镓酸镧通常采用其他元素进行掺杂改性,例如锶镁掺杂镓酸镧(LSGM)、镍掺杂镓酸镧等。以锶镁掺杂镓酸镧基固体电解质为例,其制备方法主要有高温固相法、溶胶-凝胶法、柠檬酸-硝酸盐法、甘氨酸-硝酸盐法等。此外,还可以LSGM为基材再添加元素进行掺杂改性,例如钐(Sm)掺杂LSGM,钴(Co)掺杂LSGM,以及将镓酸镧与其他材料复配,例如钴酸钐-镓酸镧(SSC-LaGaO3)复合材料。
 
  SOFC通常采用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)作为固体电解质,工作在高温条件下,但燃料电池高温运行,性能退化加快,对各组成材料的品质要求高,因此中温SOFC受关注度不断提升。中温SOFC以质子陶瓷燃料电池(PCFC)为代表,由于工作温度降低,固体电解质的离子电导率会下降,因此固体电解质材料性能要求提升。而镓酸镧基固体电解质在中温条件下仍能够保持良好的离子电导率。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国镓酸镧(LaGaO3)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,在我国,镓酸镧基固体电解质相关研究机构较多,主要有中国科学院长春应用化学研究所、哈尔滨工业大学、长春工业大学、吉林大学、河南师范大学、合肥工业大学等。
 
  厦门大学研究发现,钴(Co)掺杂LSGM得到的LSGMC固体电解质,钴含量的增加可显著提高氧离子电导率,是一种优良的中低温燃料电池电解质。苏州大学研究发现,锶(Sr)、镁(Mg)掺杂的镓酸镧基陶瓷(LSGM)材料,600-1000℃条件下,在氢气气氛中是质子导体,在潮湿空气中是质子、氧离子混合导体,在干燥氧气气氛中是氧离子导体。
 
  除固体电解质外,镓酸镧还可用作SOFC电极材料,例如以镍-镓酸镧(Ni-LaGaO3)为复合阳极,可避免阳极材料中的金属镍与镓酸镧固体电解质扩散发生界面反应,再以锶掺杂钴酸钐-镓酸镧(SSC-LaGaO3)为复合阴极,以LSGMC为固体电解质,可制造中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)。
 
  新思界行业分析人士表示,SOFC包括氧离子导体SOFC与质子导体SOFC两大类,而SOEC是反向运行的SOFC,也包括氧离子传导型SOEC与质子传导型SOEC两大类。这些产品均由阴极、阳极、固体电解质三大部分组成。由此来看,镓酸镧在SOFC与SOEC领域发展潜力大。
 
关键字: 镓酸镧 LaGaO3 LSGM