本文成功地利用Pechini method製備出,以二氧化鈰為主體摻雜鐠之中溫固態氧化物燃料電池(intermediate temperature solid oxide fuel cell, 縮寫為IT-SOFC)的電解質材料。研究材料包括鐠單一摻雜之Ce1-xPrxO2-δ,x = 0.05-0.35和鐠與鹼土金屬共摻雜之Ce0.7Pr0.3-yMyO2-δ,M = Mg或Ca,樣品經1500℃高溫燒結後,以X光粉末繞射儀鑑定出皆為單一物相之立方瑩石結構。以Pr LⅢ-edge之X光近邊緣吸收光譜(X-ray absorption near-edge spectroscopy, 縮寫為XANES)的測量來鑑定樣品中Ce與Pr之氧化態。藉由與Pr2O3、Pr6O11和CeO2為標準品之XANES圖譜的比對,發現所有經1500℃高溫燒結過後鐠摻雜樣品之XANES圖譜相似於Pr6O11之XANES,因此樣品中Pr應是以混價(3+、4+)之氧化態存在。進一步研究發現樣品於700℃煅燒的反應過程中就有部分Pr3+會氧化成Pr4+。因此,樣品中氧空缺濃度應該低於實際鐠摻雜量所應產生之氧空缺濃度。 所製備樣品的離子導電度以交流阻抗儀於400-700℃空氣下作量測。CPO體系中,樣品30CPO於700℃具有最佳氧離子導電度0.0668 Scm-1,此數值高於目前被報導於700℃下具有最佳氧離子導電度之Ce1-xGdxO2-δ (0.0316 scm-1)與Ce1-xSmxO2-δ(0.041 Scm-1)電解質材料。 為了達到降低材料成本,本文也嘗試引入鹼土金屬,製備雙摻雜的CPO材料,並且探討鹼土金屬共摻雜CPO對於導電度與氧化態的影響。結果顯示,共摻雜鹼土金屬並不影響CPO之物相結構...