硝酸钾-氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质子导电性

【摘要】 <正> 自 1973年 Liang发现固体电解质的“复合效应”以来,人们相继对许多复合体系进行了研究.复合固体电解质可看成是一个两相混合体,即电导率不太高的离子导体相和高度弥散的绝缘体（如Al₂O₃）.复合体的离子电导率常常因复合效应而大大增强.业已提出一些唯象模型来解释这种复合效应,比较典型的是所谓空间电荷层模型,认为离子导体相与绝缘体相之间存在着原子或离子相互作用,从而在两相界面处产生附加缺陷浓度,形成一高电导的空间电荷层.然而有关复合效应的机理目前仍处于定性认识阶段.尽管如此,现已发现某些复合固体电解质可用做中温固体燃料电池、传感器等器件的新型固体电解质材料.例如,已发现Li₂SO₄-Al₂O₃,RbNO₃-Al₂O₃,CsNO₃-Al₂O₃等复合材料在中温区具有相当高的离子电导率;在含氢的环境（如氢浓差电池或氢-氧燃料电池）中质子电导率可达10^-2Ω^-1·cm^-1量级.在原理性燃料电池的实验研究中,用这些材料做固体电解质时,已显示出相当好的放电性能.本文报道关于硝酸钾-氧化铝复合固体电解质材料的结构以及在中温区的离子和质子导电性的研究.1 实验更多还原