Synteza i właściwości fizykochemiczne ceramicznych przewodników protonowych zawierających modyfikowany BaCe_0.9Y_0.1O₃

• Autorzy: Lis B. , Dudek M. , Tomczyk P.

Identyfikatory

DOI

dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.2042

Warianty tytułu

EN

Synthesis and physicochemical properties of proton ceramic conductors containing modified BaCe_0.9Y_0.1O₃

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano możliwość otrzymywania jednofazowych proszków BaCe_0.9Y_0.1O₃ (BCY), Ba_0.95Sr_0.05Ce_0.9Y_0.1O₃ (BS5CY) oraz Ba_0,95Ca_0,05Ce_0,9Y_0,1O₃ (BC5CY) metodami zol- żel. Jako czynniki kompleksujące zastosowano kwas cytrynowy, kwas cytrynowy z dodatkiem glikolu etylenowego oraz kwas etylenodiami- notetraoctowy (EDTA). Zastosowanie metod analizy termicznej (DTA/DSC-TG) pozwoliło na zbadanie efektów cieplnych oraz określenie strat masy występujących podczas ogrzewania w temp. 25-1000°C w powietrzu bezpostaciowych prekursorów tych proszków. Na podstawie analizy składu fazowego proszków BCY, BS5CY i BC5CY syntezowanych w temp. 600-1200°C stwierdzono, że w najniższej temp. 1000°C jednofazowe proszki BCY, BS5CY i BC5CY można otrzymać, stosując metodę zol-żel z wykorzystaniem kwasu EDTA jako czynnika kompleksującego. Na podstawie obserwacji preparatów proszkowych pod transmisyjnym mikroskopem elektronowym zauważono, że otrzymane proszki charakteryzują się izometrycznym pokrojem cząstek, których rozmiary wynoszą 50-100 nm. Analiza zmian przewodności elektrycznej gazoszczelnych spieków BaCe_0.9Y_0.1O₃ i and Ba_0.95 M_0.05Ce_0.9Y_0.1O₃ (M = Ca²⁺, Sr²⁺) wskazuje, że częściowe pod- stawienie kationów Ba²⁺ kationami Ca²⁺ lub Sr²⁺ prowadzi do wzrostu przewodności elektrycznej spieku BaCe_0.9Y_0.1O₃ w atmosferze gazowej zawierającej wodór. Na podstawie wyznaczonych wielkości przewodności elektrycznej oraz odporności na kruche pękanie KIC stwierdzono, że otrzymany materiał BaCe_0.9Y_0.1O₃ jest bardziej predysponowanym elektrolitem niż BaCe09Y01O3 dla zastosowań w urządzeniach elektrochemicznych.

EN

BaCe_0.90.1O₃ and Ba_0.95 M_0.05Ce_0.9Y_0.1O₃ (M = Sr or Ca) oxides were synthesized by sol-gel methods in presence of citric acid (optionally with HO(CH₂)₂OH or ethyienedi- aminetetraacetic acid) at 600-1200°C. The oxides showed isometric particles (50-100 nm). The partial replacing Ba with Ca or Sr resulted in an increase in elec. cond. in H₂- contg. atm. The Ca-contg. oxide was recommended as an electrolyte in electrochem. devices.

Słowa kluczowe

PL

zol-żel; materiały ceramiczne; proton

EN

sol-gel; ceramic materials; proton

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 93, nr 12
• Strony: 2042--2047
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr.

Twórcy

autor

Lis B.

• Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego, Wydział Energetyki i Paliw, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Dudek M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Tomczyk P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. T. Schober, Solid State Ionics 2003, 162-163, 277.
• 2. G. Alberti, M. Casciola, Solid State Ionics 2001, 145, 3.
• 3. T. Shimura, K. Esaka, H. Matsumoto, H. Iwahara, Solid State Ionics 2002, 149, 237.
• 4. V. Krishnan, Development of calcium zirconate-based hydrogen sensors with oxide reference electrodes for molten aluminum, Aburn University 2006.
• 5. Ch. Kokkofitis, M. Ouzounidou, A. Skodra, M. Stoukides, Solid State Ionics 2007, 178, 507.
• 6. G. Karagiannakis, S. Zisekas, M. Stoukides, Solid State Ionics 2003, 162-163, 313.
• 7. A.S. Novick, Yang Du, Solid State Ionics 1995, 77, 137.
• 8. K.D. Kreuer, Solid State Ionics 1997, 94, 55.
• 9. E. Matsushita, T. Sasaki, Solid State Ionics 1999, 125, 31.
• 10. H. Uchida, N. Maeda, H. Iwahara, J. Power Sources 1982, 7, 293.
• 11. S.M. Haile, Mater. Today 2003, 6, 24.
• 12. W.G. Coors, J. Power Sources 2003, 118, 150.
• 13. A.-M. Azad, S. Subramaniam, Mater. Res. Bull. 2002, 37, 85.
• 14. J.F. Liu, A.S. Novick, Solid State Ionics 1992, 50, 131.
• 15. D.A. Stevenson, N. Jiang, R.M. Buckanan, F.E.G. Henn, Solid State Ionics 1993, 62, 279.
• 16. D. Marrony, J. Power Sources 2013, 240, 323.
• 17. L. Bi, E. Traversa, Electrochem. Commun. 2013, 36, 42.
• 18. E. Fabbri, L. Bi, D. Pergolesi, E. Traversa, Energy Environ. Sci. 2011,12, 4984.
• 19. X. Fu, J. Luo, A.R. Sanger, N. Luo, K.T. Chuang, J. Power Sources 2010, nr 9, 2659.
• 20. P. Pasierb, M. Wierzbicka, S. Komornicki, M. Rekas, J. Power Sources 194, nr 1, 31.
• 21. M. Dudek, M. Bucko, J. Solid State Electrochem. 2010, 14, 565.
• 22. M.M. Bucko, M. Dudek, J. Power Sources 2009, 194, 25.

Uwagi

PL

Praca została wykonana w ramach umowy 11.11.210.217 przeznaczonej na działalność statutową Wydziału Energetyki i Paliw AGH w Krakowie.