Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Własności elektryczne elektrolitu stałego Ba(Ce0,95Ti0,05)0,8Y0,2O3

Dziubaniuk M., Wyrwa J., Rękas M., Kubiak W.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

140--144

PL

Celem badań było ustalenie własności elektrycznych tlenkowego elektrolitu stałego o wzorze Ba(Ce0,95Ti0,05)0,8Y0,2O3. Skład fazowy zsyntezowanego metodą stałofazową proszku, jak również jego spieku potwierdzono techniką dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Własności elektryczne materiału badano metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) w zakresie częstotliwości 0,1-107 Hz, temperaturach 300-700 °C i różnych atmosferach: 10% wodoru w argonie, argon i 3000 ppm amoniaku w helu. Przeprowadzono analizę widm eksperymentalnych metodą dopasowania układów zastępczych. Na tej podstawie sporządzono wykresy Arrheniusa dla wyników uzyskanych w zakresie wysokich, średnich i niskich częstotliwości. Za pomocą regresji liniowej wyznaczono energie aktywacji wraz z niepewnościami. Sporządzono również wykresy Arrheniusa dla przewodnictw całkowitych. Porównanie uzyskanych wyników w różnych atmosferach oraz szerokim zakresie temperatur umożliwiło wyjaśnienie mechanizmów przewodzenia w materiale.

EN

The aim of the presented work was determination of electrical properties of oxide solid electrolyte of the formula Ba(Ce0.95Ti0.05)0.8Y0.2O3. Phase compositions of powder prepared by the mechanosynthesis method as well as of sintered bodies were confirmed by the X-ray diffraction technique (XRD). Material electrical properties were studied by electrochemical impedance spectroscopy in the frequency range of 0,1-107 Hz, the temperature range of 300-700 °C and different atmospheres: 10% hydrogen in argon, argon and 3000 ppm ammonia in helium. The analysis of experimental spectra was conducted by the method of fitting the best equivalent circuits. Basing on the specific conductivities results, Arrhenius plots were depicted, distinguishing the results obtained at high, medium and low frequencies. The activation energy values with uncertainties were calculated by means of linear regression analysis. The Arrhenius plots exhibiting total conductivities were also depicted. The comparison of the results obtained in different atmospheres and wide range of temperatures facilitated explanation of electrical conduction mechanisms in the investigated material.

2

Własności katalityczne platyny w procesach elektrochemicznych zachodzących w materiale Ba(Ce0,95Ti0,05)0,9Y0,1O3

Lechwar K., Dziubaniuk M.

Analit

|

2016

|

Nr 2

57--70

PL

Celem pracy było określenie własności katalitycznych platyny w procesach elektrochemicznych zachodzących w materiale Ba(Ce0,95Ti0,05)0,9Y0,1O3 metodą spektroskopii impedancyjnej (EIS) w różnych atmosferach, w przedziale temperatur 300°C do 700°C, w zakresie częstotliwości od 10-1 do 107 Hz. Ustalenie składu fazowego materiału było możliwe dzięki zastosowaniu metody rentgenografii dyfrakcyjnej (XRD). Scharakteryzowanie własności elektrycznych materiału, a dokładniej interpretacja mechanizmów przewodzenia była możliwa w oparciu o widma impedancyjne, do których dobrano układy zastępcze. Kolejnym etapem analizy wyników było sporządzenie wykresów Arrheniusa oraz obliczenie energii aktywacji procesów zachodzących w wysokich, średnich oraz niskich częstotliwościach metodą regresji liniowej. Uzyskane widma wraz z analizą pozwoliły na opisanie własności elektrycznych badanego materiału.

EN

The aim of this work was characterisation of platinum catalytic properties in electrochemical processes occurring in Ba(Ce0,95Ti0,05)0,9Y0,1O3 material by means of Electrochemical Impedance Spectroscopy in different gas atmospheres in temperature range 300°C - 700°C, in frequencies range 10-1 - 107 Hz. Determination of phase composition was possible by use of X-Ray Diffraction Method (XRD). The characterization of materials electrical properties, in particular explanation of the conduction mechanisms, was performed based on impedance spectra with fitted equivalent circuits. The next step of analysis was preparation of Arrhenius plots and energies of activation calculation for the processes occurring in high, medium and low frequencies by means of linear regression. The analysis of obtained data allowed to describe electrical properties of the specimen.

3

BaCe(Ti,Y)O3 – ceramic protonic conductors for hydrogen purification

Osiadły M., Pasierb P., Komornicki S.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 3

316-321

EN

The aim of this work was to construct the model of electrochemical hydrogen pump and to determine its performance. The influence of titanium and yttrium on physicochemical properties of BaCeO3 material selected for pump construction was investigated. X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis and termogravimetry (DTA, TG), scanning electron microscopy (SEM) and DC electrical measurements were used as experimental techniques. It was found the introduction of titanium caused an improvement of corrosion resistance against CO2 and better sinterability [1]. On the other hand, doping by Ti decreased the total and ionic conductivities of the material. Doping by yttrium caused the opposite effect; the increase of electrical conductivity was observed. Basing on the obtained results the optimal composition of the material was selected from the point of view of the construction of electrochemical membrane for hydrogen purification.

PL

Celem pracy było zbudowanie modelu elektrochemicznej pompy wodoru i oznaczenie jej osiągów. Zbadano wpływ tytanu i itru na właściwości fizykochemiczne materiału BaCeO3, wybranego do budowy pompy. Jako techniki eksperymentalne wybrano dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego (XRD), termiczną analizę różnicową i termograwimetrię (DTA, TG), skaningową mikroskopię elektronową (SEM) i stałoprądowe pomiary elektryczne. Stwierdzono, że wprowadzenie tytanu spowodowało poprawę odporności na korozję CO2 i lepszą spiekalność [1]. Z drugiej strony, domieszkowanie Ti zmniejszyło przewodność całkowitą i jonową materiału. Domieszkowanie itrem spowodowało efekt przeciwny - zaobserwowano wzrost przewodności elektrycznej. Opierając się na uzyskanych wynikach wybrano optymalny skład materiału z punktu widzenia zbudowania elektrochemicznej membrany do oczyszczania wodoru.

4

Kompozytowe przewodniki jonowe lub jonowo-elektronowe zawierające CeO2 lub ZrO2 dla energetyki wodorowej

Dudek M., Rapacz-Kmita A.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 2

101-106

PL

Dokonano analizy właściwości elektrycznych, elektrochemicznych i mechanicznych kompozytowych elektrolitów tlenkowych, a także membran o mieszanym (jonowo-elektronowym) przewodnictwie elektrycznym pod kątem poprawy parametrów pracy stałotlenkowych ogniw paliwowych (SOFC) czy reaktorów do wytwarzania gazu syntezowego w porównaniu do tworzyw jednofazowych. Dodatek wtrąceń Al2O3 do osnowy przewodnika jonowego 8% mol Y2O3 w ZrO2 (8YSZ) powoduje niewielki wzrost przewodnictwa jonowego tego materiału w temperaturach 500-800°C, a także prowadzi do polepszenia właściwości mechanicznych. Znaczny wzrost odporności na kruche pękanie zanotowano dla kompozytowych spieków 8YSZ zawierających wtrącenia Nd2Ti2O7. Poprawa właściwości mechanicznych elektrolitu 8YSZ jest cechą korzystną w aspekcie zastosowania go jako elementu konstrukcyjnego do budowy większości urządzeń elektrochemicznych. Wzrost składowej przewodnictwa elektronowego w elektrolitach cerowych przy niskich prężnościach tlenu prowadzi do spadku efektywności pracy ogniw SOFC. Projektowanie gradientowych elektrolitów tlenkowych Ce0,8Sm0,2O2-Bi0,8Eb0,2O2 lub hybrydowych zbudowanych z przewodnika protonowego BaCe0,8Y0,2O3 i przewodnika jonów tlenu, np. Ce0,8M0,2O2, M = Sm, Gd, powoduje poprawę stabilności tych materiałów w redukujących atmosferach gazowych. Stałotlenkowe ogniwa paliwowe (SOFC) z tymi elektrolitami posiadają znacznie lepsze parametry pracy niż te same ogniwa, lecz zawierające tylko elektrolit cerowy. Kompozytowe ceramiczne membrany o jonowo-elektronowym przewodnictwie w układzie Ce0,8Sm0,2O2-La0,8Sr0,2CrO3 czy Ce0,8Sm0,2O2-CoFe2O4 wydają się być perspektywicznymi tworzywami do konstrukcji reaktorów chemicznych przeznaczonych do wytwarzania gazu syntezowego. Podstawowymi zaletami tych kompozytów oprócz zdolności do transportu strumienia tlenu są także stabilność chemiczna i termiczna podczas długotrwałej pracy w warunkach znacznego gradientu ciśnień tlenu.

EN

This work is focused on the comparative analysis of electrical, electrochemical and mechanical properties of composite ceramic oxide electrolytes or composite mixed (ionic-electronic) oxide membranes providing a brief overview of the materials having better performance than monophase ones in solid oxide fuel cells or electrochemical reactors for syngas production. Introduction of Al2O3 inclusions into 8% mol Y2O3 in ZrO2 (8YSZ) matrix, caused small improvement of ionic conductivity in the temperature range 500-800°C and also lead to improvement of mechanical properties compared to pure 8YSZ. The Nd2Ti2O7 secondary phase was also able to coexist with 8YSZ matrix and the fracture toughness KIc of 8YSZ ceramics was also significantly improved by Nd2Ti2O7 addition. The improvement of mechanical properties of 8YSZ electrolyte is a important feature for application of this material in electrochemical devices. The increase of electronic conductivity in ceria-based electrolytes in low oxygen partial pressure caused the decrease of solid oxide fuel cell performance. On the other hand composite layered ceramics involving Ce0.8Sm0.2O2/Bi0.8Eb0.2O2 or Ce0.9Gd0.1O2/BaCe0.8Y0.2O3/Ce0.9Gd0.1O1.95 system exhibited better electrolytic stability in gas atmospheres with low oxygen partial pressure at the temperatures 600-800°C. These materials are successfully tested as electrolytes in solid oxide fuel cells. The gradient ceramic oxide electrolytes seems to overcome the limitation of applying them as solid electrolytes in solid oxide fuel cells for long time per-formance. The design of gradient solid oxide electrolytes in the Ce0.8Sm0.2O2-Bi0.8Eb0.2O2 system or hybrid composite electrolytes involving BaCe0.8Y0.2O3 as a proton ionic conductor and Ce0.8M0.2O2, M = Sm, Gd as a oxygen ionic conductor caused the improvement of chemical stability of this material in reducing gas atmospheres. The solid oxide fuel cells involving such composite electrolytes have a much better parameters of performance than the same solid oxide fuel cell involving only ceriabased electrolytes. The dense composite ceramic membrane made of mixed oxygen ion and electron conducting oxides Ce0.8Sm0.2O2La0.8Sr0.2CrO3 or Ce0.8Sm0.2O2-CoFe2O4 seem to be perspective materials for electrochemical reactors for partial methane oxidation (POM). The main advantages of such composites are only considerable amounts of oxygen permeation flux but also chemical and thermal stability in long-term performance in reactor conditions.