闻　彤　马　莹*

内蒙古科技大学外国语学院,内蒙古　包头　014010



分子动力学模拟复杂的掺杂对锆基固体电解质超离子间的传导和微结构的影响

闻彤翻译*马莹校者*

内蒙古科技大学外国语学院,内蒙古包头014010

我们采用了分子动力学(MD)技术对以锆基为电解质的固体燃料电池的复杂掺杂对超离子间的传导和结构稳定性的影响做了研究。在Sc2O3(x)-Y2O3(1-x)中加入立方氧化锆细胞建立一个钇钪稳定氧化锆(Sc-Y-SZ)模型。通过对氧离子扩散机制和离子电导率进行分子模拟，可以观察通过添加不同浓度的Sc2O3来改善性能。测定阳离子的位移(MSD)和RDF的Zr-Zr以确定Sc2O3掺杂浓度对结构稳定性的影响。

分子动力学；传导；微结构影响

一、前言

在固体氧化物燃料电池(SOFCs)的应用中，锆基固体电解质掺杂8-10mol%的掺杂物被认为是一种高效的离子输送介质。然而，在高温区域中，降低离子电导率、降低操作温度以及各种条件限制约束着SOFCs发展。为了使优化性能和耐用性之间平衡，许多研究者试图添加一些组分来提高离子电导率。在富含Sc2O3的Sc-Y-SZ系统中在1000℃会降低离子电导率，这是由于四面体阶段的立方相不利于离子的扩散。此外，加入的BiO2在Sc-SZ系统也可以帮助抑制从立方相到单斜相的相变，从而降低烧结温度，保持结构稳定性。氧化锆固体电解质具有优良的离子电导率，在1273K可达到0.16-0.18S/cm-2，也能成功地形成复杂的掺杂。因此，电解质掺杂添加剂是一种能够研发中温电解质的优良方法。

二、理论分析

在这种理论研究中，分子动力学模拟用于分析复杂掺杂对氧化锆基固体电解质性能和稳定性的影响。……