Membrany perowskitowe do procesów oxy-spalania

• Autorzy: Rak Z.S. , Krauz M. , Kluczowski R.

Warianty tytułu

EN

Perovskite-base membranes for oxy-combustion processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono związki perowskitowe służące do wytwarzania membran tlenowych do produkcji tlenu. Przedstawiono wyniki wytwarzania stabilnych membran z nadmiarem tlenu w sieci krystalograficznej (La2.0Ni0.9Co0.1O4+δ) użytych do testowania w warunkach oxy-spalania, gdzie membrany były narażone na warunki utleniająco-redukcyjne w trakcie testów użytkowych. Przy użyciu membran na osnowie perowskitu La2.0Ni0.9Co0.104+δ uzyskano przepływy tlenu poprzez membranę ceramiczną 5-6 cm3(cm2·s(-1)). Przeanalizowano potencjalne miejsca stosowania takich membran do rozproszonej produkcji tlenu na miejscu, jak i przedstawiono wyniki kalkulacji ekonomicznej produkcji tlenu przy użyciu membran tlenowych w porównaniu z innymi technikami produkcji tego gazu. Artykuł ten jest kontynuacją publikacji omawiającej membrany tlenowe na osnowie związków perowskitowych z deficytem tlenu w sieci krystalograficznej, zaprojektowanych tylko do produkcji czystego tlenu z powietrza.

EN

Some perovskite type materials used for manufacturing of the oxygen conductive membranes (OCM) were described in the present paper. Stable membranes based on the perovskite La2.0Ni0.9Co0.1O4+δ (LNC) were used for examination of their performance under oxidativereducing conditions. The oxygen flux up to 5-6 ml/cm2·min through these membranes were recorded. The potential applications of such membranes were analyzed. The economical calculation of the production of oxygen by means of OCM in the comparison to the other existing techniques was presented. The paper is continuation of the another publication in the field covering the development of the OCM working under oxidative conditions only.

Słowa kluczowe

PL

membrany perowskitowe; procesy oxy-spalania; związki perowskitowe; perowskity; proszki perowskitowe

EN

perovskite-base membranes; oxy-combustion processes

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 58, nr 2
• Strony: 49--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.,wykr.,tab.,fot.

Twórcy

autor

Rak Z.S.

autor

Krauz M.

autor

Kluczowski R.

• Instytut Energetyki, Warszawa

Bibliografia

• [1] Ullman, Encyclopedia of Chemical Technology, "Oxygen",Wydanie 5-te, A18, VCH Weinheim i inni, 1991, 329-47.
• [2] R.M. Thorogood, "Developments in Air Separation", Gas Separation & Purification, 5 June 1991, 83-94.
• [3] T.R. Gaffner, Porous Solids for Air Separation, Current Opinion in Solid Sate& Mat. Science, 1976, 1 69-75.
• [4] R.S.A. de Lange, J.H.A. Hekkink, K. Keizer, A.J. Burgraaf, Permeation and Separation Studies on Microporous Sol-Gel Modified Ceramic Membranes, Microporous Materials, 1995, 4, 169-186.
• [5] H.J.M Bouwmeester, H. Kruidhof, A.J. Burgraaf, P.J. Gellings, Oxygen Semipermeability of Erbia-stabilised Bismuth Oxide, Solid State lonics, 53-56, 1992, 460-468.
• [6] T.J. Mazanec, T.J. Caable, j.G. Frye, Electrocatalytic Cells for Chemical Reaction, Solid State Ionics, 53-56, 1992, 111-118.
• [7] H.J.M Bouwmeester, A.J Burgraaf, Gas Separation with Dense Membranes, In: Fundamentals of Inorganic Membranę Sciences wyd. A.J Burgraaf i L. Cot, Elsevier Science Publ., 1996.
• [8] T.L. Coble, T.J. Mazanec, J.G. Frye, Novel Solid Multi-Component Membranes, Electrochemical Reactors and Use of Membranes and Reactors for Oxygen Reactions, Eur. Patent nr 0 399 833 A1, 1990.
• [9] W.L. Worell, Electrical Properties of Mixed-Conducting Oxides Having High Oxygen-lon Conductivity, Solid State Ionics, 52, 1992, 147-151.
• [10] F.A. Kroger, H.J. Vink, Relations between the Concentrations of Imperfections in Crystalline Solids, w Solid State Physics, wyd. przez F. Seitz, P. Turnbull, vol. 3, Academic Press, New York, 1956, 307-435.
• [11] D. M. "Defects and structural Changes in Perovskite System: From Insulators to Superconductors", Cryst. Latt. Def. And Amorph. Mat., 18, 1989, 355-375.
• [12] P. J. Dereń, A. Bednarkiewicz, Perowskit-struktura uniwersalna-wyzwania dla nanotechnologii, Nanomateriały, Wrocław 2002r, 21-31.
• [13] H.Taguchi, M. ShimadaandM. Koizumi.The Effectof Oxygen Vacancy on the Magnetic Properties in the System SrCoO3.6 (0<5<0.5) J. Solid State Chem. 29, 1979, 221-25.
• [14] H. U. Anderson "Review of p-type Doped Perovskite Materials for SOFC and Other Applications", J. Solid State Chem. 52,1992,33-41.
• [15] Y. Teraoka i inni "Oxygen Permeation Though Perovskite Type Oxides" Chemm. Lett. , 1985.
• [16] Y. S. Lin "Microporous and Dense Inorganic Membranes: Current Status and Prospective" Separation and Purification Technology, 25, 2001, 39-55.
• [17] Y. Zeng, Y.S. Lin, S.L. Swarz, Perovskite - type ceramic membranę: synthesis, oxygen permeation and membranę reactor performance for oxidative coupiing of methane, Journal of Membranę Science 150, 1988, 87-98.
• [18] J.Y. Ren, Y. Fan, F.N. Egolfopoulos, T.T. Tsotsis. „Membrane-based reactive separations for power generation applications: oxygen lancing, Chemical Engineering Science 58, 2003, 1043-1052.
• [19] J.F. Vente, Industrial Oxygen Production with Solid State membranes, praca niepublikowana ECN,19.01.2004.
• [20] L. Tan, X. Gu, L. Yang, W. Jin, L. Zhang, N. Xu, Influence of powder synthesis methods on microstructure and oxygen permeation performance of Ba05Sr05Co08Fe02O(3-y) perovskite- type membranes, Journal of Membranę Science 212, 2003, 157-165.
• [21] T.H. Lee, Y.L. Yang, A.J. Jacobson, B. Abeles, S. Milner, Oxygen permeation in SrCo08O3.y membranes with porous electrodes, Solid State lonics 100, 1997, 87-94.
• [22] E. Boehm, J-M Bassat, M.C. Steil, P. Dordor, F. Mauvy, J-C. Grenier, Oxygen transport properties of La2Ni1-_xCux04 mixed conducting oxides, Solid State Sciences 5. 2003, 973-981.
• [23] Z.S. Rak, A short report on Oxygen Conductive membranes for application in SOFC and GT, praca niepublikowana ECN, Petten, Holandia, 2004.
• [24] G.M. Cristie, T.M. Raybold, Zero Emission Power Plants using Solid Oxide Fuel Cells and Oxygen Conductive Membranes, DOE report no DE-FC26-00NT 40795 z 10.06.2003.
• [25] J.F. Vente, W.G. Haije, Z.S. Rak, Performance of selected functional perovskite membranes for oxygen production, przyjęte do publikacji do J. of Membrane Science, 2005.
• [26] Z.S. Rak, M. Krauze, R. Kluczkowski, Membrany perowskitowi do produkcji czystego tlenu z powietrza, wysłane do druku do Inżynierii Materiałowej, 2006.
• [27] P.A. Amstrong, E.P.T. Forster, ITM Oxygen for Gasification, Presented at Gasification Technologies Conference 2004, Washington D.C., 3-6 October 2004.