1。3。2  金属作掺杂剂的电解质

⑴  碱土金属掺杂氧化铈电解质

目前普遍最多的掺杂氧化铈的碱土金属有氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)和氧化锶(SrO)。CeO2中掺CaO、SrO后，晶格常数存在固熔极限，其中摩尔分数氧化铈为23%、氧化锶为8%，氧化镁和氧化钡在CeO2中固熔度非常小。Sm2O3的固熔度远远大于碱土氧化物的固熔度。可用掺杂离子半径定性地解释这种差异，在氧化铈中掺杂离子的半径与Ce4+的半径越接近，固熔度就越大。碱土氧化物掺杂的氧化铈的电导率的高低和掺杂离子半径大小密切相关。此外，Ca2+或者碱金属离子掺杂到氧化铈的复合电解质中，能够通过膨胀晶格抑制Ce4+向Ce3+ 的还原，并表现出增强的离子导电性。MgO掺杂入氧化铈电解质基体中，能够在高温中扩散到氧化铈中吸附Ni，从而防止Ni在电池高温运行时发生聚集粗化现象，利于保护NiO阳极的正常运行[6]。

⑵  稀土金属掺杂氧化铈电解质

钇与钆的作掺杂剂时，要选取氧化钇和氧化钆，再利用甘氨酸-硝酸盐法制备[12]，同时还可以在稀土金属氧化物作掺杂剂的时候作为电解质支撑层。大多数的稀土金属氧化物之所以能够提高离子的电导率，其原因就是氧化铈电解质中的氧离子迁移焓以及相关缺陷缔合体缔合焓会受到稀土金属氧化物的影响而降低。由于CeO属于稀土金属氧化物，基于相似的性质，采用镧系稀土元素掺杂CeO进行电导率的改性是目前研究最广泛且成果最丰富的方向。与碱土金属氧化物类似，稀土金属氧化物掺杂CeO的电导率与掺杂离子的半径密切相关[4]，在稀土金属元素掺杂CeO的体系中，由于Ce离子为正四价，稀土离子为正三价，稀土离子取代Ce2+，为了维持体系电中性，会产生一定数量的氧空位，提高材料的氧离子电导率。所述稀土金属氧化物可例举La2O3、Pr6O11、Nd2O3、SmO、Eu2O3、Gd2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Y2O3、Sc2O3等[10]，都能够降低CeO电解质中O2-迁移焓和相关缺陷缔合体的缔合焓，提高离子电导率。

⑶  碱金属掺杂氧化铈电解质

碱金属掺杂到CeO中的方式是采用H2CO3盐的形式与CeO形成质子离子共导体。Zhu等采用SDC-(Li2CO3-Na2CO3)为电解质构造了SOFC，发现了在电解池的正负极通入水时有电流通过，证明了碱金属复合SDC电解质中的质子和氧离子导电。另外一种碱金属复合——SDC电解质，SDC-(Li2CO3-Na2CO3-K2CO3)在H2、O2和CO2的气氛中同样存在质子、氧离子和碳酸根离子三元离子形式的导电现象[14]。

⑷  其他过渡金属掺杂氧化铈电解质

过渡金属在掺杂CoO基体复合物中有广泛的研究。例如，在1400℃下烧结的氧化铈复合电解质样品的电导率大于同温度下烧结的SDC的电导率，而在1250℃下烧结的SDC-CoO复合电解质样品的电导率低于同温度下烧结的SDC的电导率。单电池测试显示，1400℃烧结的SDC-CoO复合电解质要比同温度下的SDC制备的单电池输出性能好。其中以1400℃烧结的SDC+1%(摩尔分数)Co的单电池输出功率密度最高，800℃约为0。503W/cm2。一些过渡金属氧化物(SnO2、In2O3、TiO、CuO、CoO、WO3、NiO、Fe2O3、V2O5等)作为改进剂可掺杂氧化铈中，从而得到快速对H2响应、操作温度范围宽泛、及使用寿命延长的SOFC电极。

1。4  氧化铈薄膜的制备方法

1。4。1  阳极氧化法

阳极氧化是一种囊括金属及其合金的电化学氧化，这种方法的过程主要是金属与其合金在特定反应条件下，形成一层氧化膜于阳极上，从而达到制备薄膜的目的。这种方法中包括了两个步骤：由于金属铈表面上的氧化铈很容易脱落，所以通常先在阳极将铈转化成铈的氢氧化物，第二步才是将铈的氢氧化物煅烧，从而得到氧化铈薄膜。Lawrence N J等[13]通过用阳极氧化和煅烧成功制得氧化铈薄膜，该薄膜具有多孔性。