洁净能源中的中高温离子传导膜材料的研究

中高温氧离子电子传导膜是一类可能对能源生产和利用产生重大影响的新材料。燃煤和火力发电在可以预见的相当长的时期内仍是热能和电力生产的主要方式。纯氧燃烧的产物为高浓度的二氧化碳，易于收集和固定化，为减少和消除温室气体的排放提供了可能。与现有的低温蒸馏制氧技术相比，基于氧离子传导膜的高温制氧技术的成本低，将提高纯氧燃烧和气化循环发电等技术的经济可行性。合成气，即一氧化碳和氢气的混合体，是将天然气转化为优质液体燃料和纯氢的中间体。采用氧分离膜构建的反应器将氧分离和甲烷部分氧化反应集为一体，可望显著降低合成气的成本。现有的膜材料体系的氧离子传导率、化学和结构稳定性、力学强度尚不能同时满足要求。鉴此，本项目拟研究膜材料的输运性能和稳定性与晶体缺陷、表面结构和显微结构之间的关系,发展材料的制备和表征方法，评估和研究在氧分离器、反应器和燃料电池等装置条件下材料的性能，为建立和发展新能源技术提供材料支撑。