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固体氧化物燃料电池铈基电解质的研究进展
随着全球经济的发展和环保理念的不断提高，新能源技术得到了广泛的关注。其中固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种新兴的高效燃料电池，具有高能量转化效率、低污染排放等特点，受到了广泛关注。其中铈基电解质的研究也备受关注。本文将从铈基电解质的概述、研究现状、研究进展和应用前景四个方面来阐述。
一、铈基电解质的概述
铈基电解质指的是由CeO2为主体的电解质，因其氧离子迁移数较高，与阴极催化剂相容性好、电导率高，被广泛用于固体氧化物燃料电池的电解质。铈基电解质又分为一氧化铈型（SCO）和稀土掺杂型铈基氧化物（SDC）两类。一氧化铈型电解质具有热稳定性好、欧姆内阻小等特点，而稀土掺杂型铈基氧化物除了具有一氧化铈型的特点以外，还具有应力容限较高等优点。
二、铈基电解质的研究现状
目前，国内外对于铈基电解质的研究主要包括两个方面，一是改性CeO2电解质的制备方法研究，二是CeO2在固体氧化物燃料电池中的应用研究。
针对改性CeO2电解质的制备方法研究，国内外学者主要采用不同的掺杂元素来改善CeO2电解质的性能。例如：TiO2、ZrO2和Y2O3从不同的途径掺杂到CeO2中，可以显著提高电解质的氧离子迁移度，同时改变晶格结构和热稳定性。另外，稀土元素的掺杂也是目前研究的热点之一。SDC电解质是以稀土氧化物为材料，采用固相反应或化学共沉淀法制备而成，其优点是稳定性高、加工性好，具有优异的应用前景。此外，有学者采用小分子有机膦酸盐作为CeO2材料的合成前驱体，避免了高温下燃烧合成过程中固相反应产生的颗粒增长和烧结难度大的问题。
针对CeO2在固体氧化物燃料电池中的应用研究，国内外学者通过CeO2掺杂法、CeO2涂层法、CeO2复合电解质法等方法，提高铈基电解质的性能和电池的整体性能。同时，通过更换阳极材料和优化结构设计等手段，更进一步提高电池性能。
三、铈基电解质的研究进展
目前，对于铈基电解质的研究已经取得了一定的进展。国内外学者不断发掘稀土对CeO2材料基础性质影响规律，提高材料核壳结构的光学和电学性能，通过控制原子尺度级别上的物性，来实现更好的电池性能和更可靠的结构设计。近年来，固态电池技术的迅速发展，为铈基电解质的制备和应用提供了新的思路和途径。
陕西师范大学材料科学与工程学院郭超教授团队采用一种改良的化学共沉淀法，制备了一种可印刷的低温制备La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8（LSGMC）薄膜，该薄膜能提供大于0.1S/cm的电导率（600℃时）。通过研究将掺杂型铈基电解质（SDC）用作复合电解质并结合充电周期控制策略研究，实现了功率输出的稳定化。此外，有学者针对SDC电解质的问题，提出了一种新型的电解质材料——SrFe0.7Cu0.1Mo0.1Nb0.1O3-δ，该材料具有优异的电化学性能，为铈基电解质的研究和应用提供了新的思路。
四、铈基电解质的应用前景
铈基电解质作为一种重要的固体氧化物燃料电池电解质，其应用前景十分广泛。固体氧化物燃料电池以其高效、环保等特点得到了越来越广泛的关注和应用。研究表明，在固体氧化物燃料电池中，采用铈基电解质的电池具有更高的功率密度和最高的能量转换效率。因此，铈基电解质在固体氧化物燃料电池中的运用十分广泛，具有更广泛的应用前景。
总之，当前铈基电解质的研究已经取得了一定的进展，但仍有许多问题亟待解决。通过不断地拓展其应用范围、提升性能和研究优化原理，有望实现铈基电解质的产业化应用。