低熔点助熔剂对无机质子导体BaZr0.8Y0.2O3-δ质子导电性的影响

摘要

氘氚聚变能源的开发与利用,必然涉及到从复杂混合气体中分离出氢同位素的问题.由于钯膜高氢透过率与成熟氢同位素分离纯化工艺,钯膜是国际上氢同位素纯化所采用最广泛的分离材料,同时钯膜也是ITER项目排灰气处理阶段所选用氢同位素分离材料.但是该类材料在相转换过程中再结晶、晶格膨胀以及收缩产生的力使钯膜产生缺陷、氢脆;排灰气中某些杂质组分(例如S,CO)造成钯膜中毒;贵金属Pd膜制作成本昂贵等缺点.因此现存的氢同位素分离材料,均在使用上存在一定局限性,限制了材料的应用范围,从而迫切需要寻找一种可以应用到氢同位素分离纯化的新型材料.高温无机质子导体由于其低廉的制造成本,受到人们越来越多的重视.目前所报道的无机质子导体主要是BaCeO3和BaZrO3钙钛矿型.BaCeO3具有高的质子导电性,但是材料能与含CO2和H2O的气氛发生反应,导致材料遭到严重的破坏,影响了材料在氢同位素分离纯化中的应用.助熔剂法(又称熔盐法)是指在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法,将固相反应变为液相反应,可以使溶质相在低于其熔点的温度下生长.由于助熔剂法制备简单,适用性强,该方法已经被广泛地应用到材料的制备及单晶生长中.