新型质子/电子混合导体的制备及其用于氢分离的基础研究

氢气具有很高的能量密度，没有污染，是一种理想的清洁能源。利用煤的气化、天然气的部分氧化或焦炉煤气获得高效清洁氢能成为我国经济社会可持续发展的迫切需求。利用质子/电子混合导体型透氢膜从化石燃料部分氧化混合气中分离制氢，为低成本生产高纯氢气工艺，具有重要的理论价值和应用前景。.本项目拟研究：（1）研究在稀土搀杂的铈酸盐或锆酸盐基高温质子导体中搀杂过渡金属氧化物制备单相质子/电子混合导体，或加入具有高电子导电的第二相，制备双相质子/电子混合导体的规律；（2）研究在腐蚀性气氛中提高材料化学稳定性的方法和机理；（3）确立材料的电子导电和离子导电的比例对透氢量的影响规律；（4）探索材料组成，微观结构，电极材料等对其透氢量的影响。通过本项目研究，得到高性能的氢分离膜材料，使其在透氢量和稳定性上获得突破性提高。取得一些具有自主知识产权的研究成果，为实际应用奠定坚实的基础。

氢气具有很高的能量密度，没有污染，是一种理想的清洁能源。利用煤的气化、天然气的部分氧化或焦炉煤气获得高效清洁氢能成为我国经济社会可持续发展的迫切需求。利用质子/电子混合导体型透氢膜从化石燃料部分氧化混合气中分离制氢，为低成本生产高纯氢气工艺，具有重要的理论价值和应用前景。本项目通过在稀土搀杂的铈酸盐或锆酸盐基高温质子导体中搀杂过渡金属氧化物制备了几种单相质子/电子混合导体，通过在高温质子导体中加入具有高电子导电的第二相，制备了几种双相质子/电子混合导体，研究了材料的组成、制备条件、微观结构对导电性能和稳定性的影响。研究了在腐蚀性气氛中提高材料化学稳定性的方法和机理。利用上述质子/电子混合导体材料制成了透氢膜，探讨了材料组成，微观结构，操作条件等对其透氢量的影响，确立了材料的电子导电和离子导电的比例对透氢量的影响规律。通过本项目研究，得到了一些有前景的高性能的氢分离膜材料，取得了一些具有自主知识产权的研究成果，为实际应用奠定坚实的基础。同时利用上述透氢膜的方法和原理，制备了新型H2和NO2传感器，取得了满意结果。