Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza zjawisk zachodzących podczas elektrochemicznej redukcji tlenu na granicy faz punktowa katoda tlrnkowa I02I elektrolit stałotlenkowy

Dudek M., Raźniak A., Lis B., Rapacz-Kmita A., Gajek M., Ziąbka M., Śliwa K., Adamczyk B.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

107--114

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań elektrochemicznych procesu redukcji tlenu w układach O2│LSM│20GDC, O2│LSCF│20GDC i O2│LSM│8YSZ, O2│LSCF│8YSZ, gdzie 8YSZ - 8% mol. Y2O3 w ZrO2, 20GDC - Ce0,8Gd0,2O1,9, LSM - (La0,80Sr0,20)0,95MnO3-δ, LSCF - (La0,60Sr0,40)0,95Co0,20Fe0,80O3-δ. W badaniach chronoamperometrycznych oraz przeprowadzonych metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej użyto elektrod wykonanych w kształcie piramidy z katod LSM, LSCF. Pomiary wykonano w temperaturze 700 °C w powietrzu. Na podstawie zarejestrowanych zależności prąd(I)-czas(t) podczas katodowej polaryzacji nadnapięciem \DeltaE = -0,5 V dla wszystkich badanych układów stwierdzono wzrost wielkości prądu pod wpływem polaryzacji katodowej. Obserwacje obszaru bezpośredniego kontaktu stożkowej elektrody LSCF lub LSM z powierzchnią elektrolitu 20GDC wskazują na pojawiające się trwałej zmiany struktury powierzchni elektrolitu ceramicznego, powstające wyłącznie podczas pracy układu pod obciążeniem. Jakościowe porównanie widm impedancyjnych układów O2│LSM│20GDC, O2│LSCF│20GDC i O2│LSM│8YSZ, O2│LSCF│8YSZ, otrzymanych dla katod niespolaryzowanych (\DeltaE = 0 V) oraz spolaryzowanych (\DeltaE = -0,5 V) wskazuje na zmniejszanie się oporności omowej Rs oraz polaryzacyjnej Rp w wyniku pracy układu pod obciążeniem. Na podstawie badań elektrochemicznych wykonanych dla układu O2│LSCF│20GDC z użyciem stożkowych czy porowatych katod LSCF w analogicznych warunkach pomiarowych, stwierdzono w obu przypadkach wzrost natężenia prądu w czasie. Otrzymane wyniki wskazują na potencjalne możliwości wykorzystania opracowywanej metodyki badań z ceramicznymi elektrodami punktowymi jako uzupełniającej do klasycznej metody z elektrodami porowatymi. Analiza zjawisk, zachodzących na granicy faz O2│katoda│ceramiczny elektrolit tlenkowy, jest łatwiejsza niż w przypadku elektrod porowatych, ze względu na zredukowany obszar zachodzenia reakcji elektrochemicznej.

EN

The paper presents the results of electrochemical studies on oxygen reduction in the O2│LSM│20GDC, O2│LSCF│20GDC, and O2│LSM│8YSZ, O2│LSCF│8YSZ systems, where 8YSZ- 8 mol% Y2O3 w ZrO2, 20GDC - Ce0.8Gd0.2O1.9, LSM - (La0.80Sr0.20)0.95MnO3-δ, LSCF - (La0.60Sr0.40)0.95Co0.20Fe0.80O3-δ. In electromechanical impedance spectroscopy, electrodes made of LSM, LSCF cathodes were used in chronoamperometric and electrochemical impedance spectroscopy. Measurements were made at 700 °C in air. On the basis of the registered current (I)–time (t) dependencies, during the cathode polarisation with \DeltaE = -0.5 V overvoltage, an increase of the cathodic polarisation current was observed for all tested systems. Observations of the area of "the direct contact of the conical LSCF or LSM electrode" with the surface of the 20GDC electrolyte indicate permanent changes in the structure of the electrolyte ceramic surface arising only during the operation of the system under load. A qualitative comparison of impedance spectra O2│LSM│20GDC, O2│LSCF│20GDC, and O2│LSM│8YSZ, O2│LSCF│8YSZ obtained for non-polarised cathodes (\DeltaE = 0 V) and polarized ones (\DeltaE = -0.5 V) indicates a decrease of the Ohmic resistance Rs and polarisation resistance Rp as a result of the operation of the system under load. Based on the electrochemical tests performed for O2│LSCF│20GDC system using conical or porous LSCF cathodes under analogous measurement conditions, an increase in current over time was found in both cases. The results show the potential for using the developed research methodology with ceramic point electrodes as a supplement to the classical porous electrode method. Analysis of phenomena occurring at the O2│cathode│ceramic oxide electrolyte phase boundary is easier than in the case of porous electrodes because of the reduced area of the electrochemical reaction.

2

Wybrane problemy badawcze reakcji redukcji tlenu na granicy faz Pt|8YSZ

Dudek M., Tomczyk P., Raźniak A., Lis B., Reben M., Gajek M., Socha R. P.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

162--167

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań procesu redukcji tlenu w układzie O2|Pt|8YSZ (elektrolit tlenkowy 8% mol. Y2O3 w ZrO2) w warunkach pracy ogniwa SOFC z wykorzystaniem pseudopunktowych elektrod platynowych litych i porowatych. Na podstawie pomiarów chronoamperometrycznych wykonanych dla układu O2|Pt|8YSZ po spolaryzowaniu elektrody platynowej nadnapięciem ujemnym E = -0,5 V w temperaturze 700 °C, stwierdzono wzrost wielkości prądu w przypadku obu typów elektrod w czasie długotrwałej polaryzacji. Zastosowanie metody elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej pozwoliło na stwierdzenie zmniejszenia się oporności omowej Rs, której wielkość nie powinna zależeć od przyłożonego nadpotencjału. Znacznemu obniżeniu uległa również wielkość oporności polaryzacyjnej (aktywacyjnej) Rp, co związane jest głównie z kinetyką reakcji elektrodowej redukcji tlenu. Przyczyną obserwowanych zmian oporności Rp oraz Rs po spolaryzowaniu nadnapięciem ujemnym może być poszerzenie strefy reakcji redukcji tlenu. Fakt ten potwierdziły obserwacje wykonane metodą mikroskopii skaningowej powierzchni kontaktu elektrody Pt z elektrolitem 8YSZ dla „zamrożonych” próbek po badaniach elektrochemicznych. Platynowa elektroda spolaryzowana ujemnym nadnapięciem jest źródłem migrującego metalu, który rozprzestrzenia się wokół elektrody w formie dendrytu. Tak więc rozbudowa metalicznej struktury dendrytowej w strefie przyelektrodowej zwiększa pole kontaktu trzech faz, na którym zachodzi reakcja redukcji tlenu. Czynniki te prowadzą do wzrostu wielkości prądu płynącego przez półogniwo: O2|Pt|8YSZ. Dodatkowo w wyniku pomiarów wykonanych metodą XPS/ESCA zidentyfikowano zmiany struktury powierzchniowej warstwy elektrolitu 8YSZ w obszarze kontaktu z elektrodą Pt, zachodzące pod wpływem długotrwałej polaryzacji.

EN

This paper presents the investigations of the oxygen reduction process in the O2|Pt| 8YSZ (8 mol.% Y2O3 in ZrO2) system using the quasi metallic point and porous platinum electrodes. The chronoamperometric and electrochemical impedance spectroscopy measurements were performed for the O2|Pt|8YSZ system at 700 °C after polarization of the platinum electrode with a negative overpotential of E = -0.5. The increase in absolute values of current, which flowed in the O2|Pt|8YSZ half-cell, was noticed for both types of platinum electrodes during the long-term polarization. Electrochemical impedance spectroscopy investigations revealed a decrease of ohmic resistance Rs which should not be dependent on the applied voltage. The decrease in polarization resistance Rp was also noticed, being mainly related to the electrode reaction kinetics of oxygen reduction. The main reason for the observed changes in the Rp and Rs resistances during the long time polarization at the overpotential of -0.5 V could be related to variations of the Pt electrode geometry. These facts were confirmed by the SEM/EDX analysis. The platinum electrode polarized with the negative overpotential is a source of dendrite-like particles deposited on the 8YSZ surface. Thus, expansion of the metallic dendrite structure in the place of direct contact with the quasi point electrode caused a increase of the three phase boundary area. As a consequence of this, a continuous increase in current for the O2|Pt|8YSZ system was observed. These observations agree with the XPS/ESCA investigations which identified changes in the surface structure of the 8YSZ ceramic electrolyte that occurred during the long-time polarization.

3

Oznaczanie tlenu : od metody Winklera do czujników enzymatycznych

Dramińska S., Biernat J. F., Bilewicz R.

Wiadomości Chemiczne

|

2015

|

[Z] 69, 9-10

751--766

EN

Monitoring of dioxygen levels is of utmost importance from the view-point of life processes, medical diagnostics, nutrition and chemical industries. In all these measurements both low and high levels of this element are important. The common methods for the determination of dioxygen are the Winkler method, Clark electrode and pulsoxymeters. A new, already strong field of research can be now recognized – the development of miniaturized biosensors of dioxygen, characterized by short response time, selectivity and utility in continuous monitoring of dioxygen. This trend can be seen in all fields where analytical methods are applied. The aim is to construct simple and, therefore, low cost devices and a good example of such device is the enzymatic biocathode sensitive towards dioxygen. The main issue in the construction of such electrodes is how to immobilize a redox enzyme on the conductive support in a way allowing to retain its full activity and to provide efficient transfer of charge between the electrode and the active centres of the enzymes. The difficulty in achieving suitable electrical contact can be solved by applying suitable carbon nanomaterials, increasing the working surface of the electrode and providing access to the active centres of the enzyme molecules.

4

Właściwości elektrochemiczne nowych porfirazyn posiadających peryferyjne ugrupowanie 4-nitroimidazolilobutylosulfanylowe

Lijewski S., Rębiś T., Wachowska D., Milczarek G., Gośliński T.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2229-2231

PL

Otrzymano 2 porfirazyny posiadające peryferyjne ugrupowania 4-nitroimidazolilobutylosulfanylowe. Były to porfirazyna bezmetaliczna oraz porfirazyna posiadająca w centrum koordynacyjnym jon manganu(III). Związki te scharakteryzowano z wykorzystaniem spektrometrii mas oraz spektroskopii UV–Vis. Porfirazynę manganową oceniono pod względem właściwości elektrokatalitycznych w kierunku redukcji tlenu. Stwierdzono, że modyfikacja elektrody z węgla szklistego za pomocą zaadsorbowanej cienkiej warstwy porfirazyny manganowej umożliwia poprawę wydajności reakcji elektroredukcji tlenu.

EN

Porphyrazine with peripheral 4-nitroimidazolylbutylsulfanyl substituents was complexed with Mn(III) ion and studied towards O2 redn. were also detd. The glassy C electrode modified with a thin layer of adsorbed Mn porphyrazine showed an improved efficiency in O2 electroredn.

5

Aktywacja platynowego katalizatora redukcji tlenu dla potrzeb niskotemperaturowego ogniwa wodorowo-tlenowego

Kolary-Żurowska A., Miecznikowski K., Kulesza P. J.

Przemysł Chemiczny

|

2008

|

T. 87, nr 1

52-54