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掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜制备及制氢性能研究
摘要：
水分解制氢是一种可持续能源生产的重要途径之一。本研究通过掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜的制备，研究其在制氢性能方面的应用。研究结果表明，掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜具有较好的电化学性能和制氢效率，表明其在制氢领域具有良好的应用前景。
关键词：水分解制氢，混合导体膜，掺杂氧化铈-钙钛矿，电化学性能，制氢效率
1. 引言
水分解制氢是一种可持续能源生产的重要途径之一，它可以利用水电解产生氢气，其中关键的组件是电解质膜。目前常用的电解质材料有Nafion膜和PEM膜等，但由于其昂贵和低温下的低导电性能限制了其应用范围。因此，寻找一种具有较好电化学性能和制氢效率的新型电解质膜成为当前的研究热点。
2. 实验方法
材料合成
本研究采用溶胶-凝胶法合成氧化铈-钙钛矿氧化物材料，并掺入不同比例的杂质元素，如Yttrium、Gadolinium等，以提高材料的导电性能。
膜制备
将合成得到的氧化铈-钙钛矿氧化物材料加入有机溶剂中，并通过旋涂或浸涂的方式在导电玻璃基底上形成薄膜。薄膜制备后进行烧结处理，以增加膜的稳定性和导电性能。
3. 结果与讨论
薄膜结构分析
通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察薄膜的结构和形貌。结果表明，制备得到的氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜具有均匀的薄膜厚度和致密的结构。
电化学性能测试
利用交流阻抗谱仪测试薄膜的电化学性能。实验结果显示，掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜具有较低的电阻值和较高的离子传导率，说明其良好的导电性能。
制氢性能测试
采用三电极体系测量薄膜在水分解反应中的制氢性能。实验结果显示，掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜具有较高的制氢效率和较低的电化学活化能，表明其在水分解制氢方面具有良好的应用潜力。
4. 结论
本研究通过制备掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜，并对其在制氢性能方面进行了测试和研究。实验结果表明，掺杂氧化铈-钙钛矿氧化物混合导体膜具有较好的电化学性能和制氢效率，显示出在水分解制氢领域的良好应用潜力。需要进一步研究以进一步优化膜的性能与稳定性，并提高其制氢效率。
参考文献：
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