固体电解质（有离子导电性的固态物质）
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更新时间：2023-05-22
固体电解质
有离子导电性的固态物质
基本信息
| 中文名 | 固体电解质 |
| 外文名 | fast ionic conductor |
| 应用领域 | 新型固体电池 |
| 涵盖 | 固态离子导体 |
| 别名 | 超离子导体 |
| 发现者 | M.法拉第 |
收起
概述
固体电解质
能斯脱（W.H.Nernst）最早(1899年)研究了 
固溶体的导电性。1937年出现了用ZrO2基的固溶体组装的高温燃料电池。自从1957年基乌科拉(K.Kiuk-kola)和瓦格纳(C.Wagner)用
作为固体电解质成功地测定了一些金属氧化物的生成自由焓之后，固体电解质在高温物理化学研究和在气相氧分压和液相氧活度的测定和控制中得到广泛应用。1967年姚(Y.F.Y.Yao)和库默尔(J.K.Kummer)发现了非化学计量比的
与
的层状复合氧化物
（又称
）在室温下具有高的电导率，进一步促进了快离子导电材料性质及其结构的研究。
固体电解质
作用
通过测定电池电动势可以快速准确地确定气相中的氧分压以及熔体中的氧活度。
测定气相中的氧分压 下面是测定气体中氧分压的氧浓差电池（氧含量探测器）。在以Y2O3稳定的氧化锆管内外壁、涂以铂层，构成内电极和外电极。内、外电极分别和铂引线相连接。整个电池在 800℃左右的温度下工作。将已知氧含量的参比气体（通常是空气）和被测气体分别导入内电极和外电极，通过测定该电池的电动势E,用下式即可算出被测气体的氧分压：
固体电解质
式中R是气体常数〔8.314焦／（摩·开）〕;T是绝对温度;F是法拉第常数(96490库／摩)；p拪和p嫎分别代表高氧分压侧和低氧分压侧的氧分压，这种氧浓差电池可连续测定各种气氛和烟道气体中的氧含量（例如，小到十亿分之一的氧含量都可测出），用于监测气氛的氧化性及控制燃料燃烧过程。
钢水快速定氧
的电动势，可以计算出钢水中的氧活度及氧含量。这种带有热电偶的快速定氧测头插入钢水后10秒钟内即可同时测出钢水的温度和溶解氧的活度。快速定氧测头的应用，对于控制冶炼过程、提高钢质量和节约铁合金都是有意义的。类似结构的快速定氧测头也在铜、镍和其他有色金属冶炼研究中得到应用。
电解质管的抗热震性对于快速定氧测头十分重要。部分稳定的（仍保留有部分单斜相）氧化锆电解质比全稳定的氧化锆具有更好的抗热震性。在高温和极低氧分压条件(如1600℃，pO2＜10-13大气压)下，氧化锆基的固体电解质会出现部分自由电子导电，影响测定结果。氧化钍基的固体电解质可以用于比上述条件更低的氧分压下的物理化学测量。
生产氢气方法
发明人：N·R·克斯卡;R·普拉沙;C·F·高茨曼
地址：美国康涅狄格州
一种通过将压缩和加热的含氧气体混合物通入具有至少一个固体电解质氧离子迁移膜的反应器中以分离迁移的氧从而来生产合成气体和氢气的方法。有机燃料与氧气反应形成合成气体。通过至少一个固体电解质氢迁移膜将所得到的合成气体分离成氢气从而在相同或不同的分离器中分离迁移的氢气。
要害点
一种生产氢气和合成气体的方法，它包括以下步骤：（a）将压缩和加热的含氧气体混合物通入包括至少一个固体电解质氧离子迁移膜的氧反应器中，所说的反应器具有由所说的氧离子迁移膜隔开的第一区域和第二区域，其中所说的混合物中至少一部分氧气穿过所说的氧离子迁移膜由所说的第一区域迁移至所说的第二区域中，在所说的第二区域中形成第一渗透物气流从而与含气相有机燃料的清除气流反应，同时在所说的第一区域中形成贫氧的滞留气流；（b）将所说的清除气流通入所说的第二区域中从而与所说的迁移的氧反应在所说的第一渗透物气流中形成合成气体；（c）使所说的第一渗透物气流直接与至少一个氢迁移膜接触从而产生高纯氢渗透物和贫氢的合成气体滞留物；和（d）所说的高纯氢渗透物作为氢气流产品排出。
其他应用
固体电解质电池还广泛用于高温物理化学研究，如用来测定化合物的生成自由焓，溶解自由焓，金属熔体中氧活度及活度影响参数等。用来测定氮、硫、氢的固体电解质电池也正在研究之中。固体电解质的研究和应用已成为60年代以来受到广泛注意并获得迅速发展的一门材料科学分支。
参考资料
1、http://www.chemyq.com/xz/xz4/30423bqcxp.htm
3、http://www.xlresin.com/resin/6a/34672.html
