Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: solid oxide galvanic cells

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

High temperature oxide electrolytes for electrochemical devices application

Dudek M., Rapacz-Kmita A., Mosiałek M., Mordarski G.

Materiały Ceramiczne

2010

T. 62, nr 4

500-505

A coprecipitation–calcination method was used to synthesise powders of 25 mol% Y2O3 in ZrO2 (25YSZ) or 12.5 mol% Y2O3 - 12.5 mol% Yb2O3 in ZrO2 (12.5Yb12.5YSZ) solid solutions. The pellets were cold isostatically pressed and then sintered for 2 h at 1500oC. The corrosion resistance of 25YSZ, 12.5Yb12.5YSZ solid solutions, and CaZrO3-based samples against molten metals, i.e., copper, nickel or iron, were also examined. Based upon this investigation, it is evident that stability of both zirconia with 25 mol% Y2O3 in solid solution and the calcium zirconate containing 48 % CaO material is limited in molten iron. Electrical conductivity measurements were performed by dc four probe and ac impedance spectroscopy methods in the temperature range of 200-1000oC. The highest value of ionic conductivity was found for the sintered samples of 12.5 mol% Y2O3 - 12.5 mol% Yb2O3 in ZrO2. These results indicate that partial substitution of Yb2O3 for Y2O3 in the 25YSZ solid solution leads to an increase of electrical conductivity compared to the solid solution of 25 mol%Y2O3 in ZrO2. It was also found that ionic oxide transference numbers (tion) of 25YSZ and 12.5Yb12.5YSZ solid solutions were close to 1, what indicated on pure oxide ionic conduction in the materials prepared. Test results are also reported for 25YSZ and 12.5Yb12.5YSZ applied as electrolytes in electrochemical oxygen gas sensors as well as in solid oxide cells, involving NiLa2O4 or NiAl2O4. In this way, the Gibbs free energy of formation of NiLa2O4 or NiAl2O4 in the temperature range 800-1000oC was determined. These materials seem to be promising solid oxide electrolytes for electrochemical oxygen probes, and solid oxide galvanic cells designed to study thermodynamic properties of materials important for SOFC technology and other areas of energy industry.

Metodę współstrącania-kalcynacji wykorzystano do syntezy proszków roztworów stałych o składach 25 % mol. Y2O3 w ZrO2 (25YSZ) i 12.5 mol% Y2O3 - 12.5 mol% Yb2O3 w ZrO2 (12.5Yb12.5YSZ) Pastylki, które wcześniej sprasowano izostatycznie, spiekano w temperaturze 1500oC w czasie 2 h. Zbadano odporność korozyjną spieków roztworów stałych 25YSZ, 12.5Yb12.5YSZ, a także elektrolitów zawierających CaZrO3 w środowisku ciekłych metali, takich jak miedź, nikiel i żelazo. Na podstawie tych badań stwierdzono, że stabilność spieków roztworów stałych 25 mol% Y2O3 w ZrO2 (25YSZ) oraz CaZrO3 (48 % mol CaO) jest ograniczona w ciekłym żelazie. Przewodnictwo elektryczne otrzymanych próbek zmierzono metodą 4-elektrodową stałoprądową oraz metodą spektroskopii impedancyjnej w temperaturach 200-1000oC. Spiek roztworu stałego zawierającego 12.5 % mol. Y2O3 - 12.5 % mol. Yb2O3 w ZrO2, charakteryzuje się najwyższymi wartościami przewodnictwa jonowego. Wyniki tych badań wskazują, że częściowe podstawienie tlenku itru(III) tlenkiem iterbu(III) w roztworze stałym 25 % mol Y2O3 w ZrO2 prowadzi do podwyższenia jego przewodności elektrycznej. Wyznaczone wartości liczby przenoszenia jonów tlenkowych (tjon) dla spieków roztworów stałych 25YSZ i 12.5Yb12.5YSZ są bliskie jedności co wskazuje, że otrzymane materiały są praktycznie czystymi przewodnikami jonów tlenkowych. Materiały te przetestowano jako elektrolity tlenkowe do budowy elektrochemicznego sensora tlenu i ogniw galwanicznych przeznaczonych do badań właściwości termodynamicznych materiałów tlenkowych NiLa2O4 i NiAl2O4. W ten sposób wyznaczono wartości entalpii swobodnej ΔG dla tych materiałów w temperaturach 800-1000oC. Badane roztwory stałe 25 % mol Y2O3 w ZrO2 oraz 12.5 % mol Y2O3 - 12.5 % mol Yb2O3 w ZrO2 wydają się być obiecującymi elektrolitami tlenkowymi do budowy elektrochemicznego sensora tlenu oraz ogniw galwanicznych przeznaczonych do badania właściwości termodynamicznych materiałów tlenkowych ważnych dla technologii stałotlenkowych ogniw paliwowych i innych dziedzin energetyki.

Kompozytowe elektrolity stałe jako elementy do budowy urządzeń elektrochemicznych i tlenkowych ogniw galwanicznych.

Dudek M.

Szkło i Ceramika

2007

R. 58, nr 2

7-13

Na podstawie przeglądu literatury scharakteryzowano właściwości elektryczne kompozytowych dyspersyjnych przewodników jonowych oraz omówiono modele teoretyczne opisujące wzrost wartości przewodnictwa jonowego w tych materiałach. W tej pracy skoncentrowano się na analizie właściwości elektrycznych i mechanicznych ceramicznych elektrolitów tlenkowych zawierających min. roztwory stałe Zr0.84Y0.16O2 (8YSZ), Ce1-xMexO2 (Me = Sm, Gd, a x wynosi od 0.1 do 0.2) oraz CaZrO3, pod kątem zastosowania ich jako elementów do budowy stałotlenkowych ogniw paliwowych (SOFC), sensorów gazowych dla motoryzacji, czy w ogniwach galwanicznych służących m.in. do badania właściwości termodynamicznych układów tlenkowych o niskiej prężności tlenu. Wprowadzenie heterofazowych wtrąceń Al2O3 do osnowy roztworu stałego 8YSZ lub Ca3Al2O6 do matrycy CaZrO3 prowadzi do poprawy właściwości elektrycznych i mechanicznych w porównaniu do jednofazowych tworzyw. Znaczny wzrost odporności na kruche pękanie KlC zanotowano także w przypadku spieków 8YSZ zawierających jako wtrącenia Nd2Ti2O7. Poprawa właściwości mechanicznych elektrolitu 8YSZ jest cechą korzystną w aspekcie zastosowania go jako elementu m.in. do budowy stałotlenkowych ogniw paliwowych (SOFC) sensorów gazowych dla diagnostyki pokładowej OBD w motoryzacji. Kompozytowe spieki w układzie CaZrO3-Ca3Al2O6, wydają się być obiecującymi elektrolitami ceramicznymi do konstrukcji ogniw galwanicznych przeznaczonych do badania właściwości termodynamicznych układów tlenkowych o niskiej prężności tlenu, związków międzymetalicznych czy węglików w temperaturze poniżej 1000 stopni Celsjusza. Kompozytowe elektrolity laminatowe zawierające m.in. Ce0.8Sm0.2O2-Bi0.8Eb0.2O2 lub Ce0.9Gd0,1O2/BaCe0.8Y0.2O3/Ce0.9Gd0.1O1.95, wykazują lepszą stabilność w atmosferach gazowych o niskiej prężności tlenu. Elektrolity te z powodzeniem przetestowano w stałotlenkowych ogniwach paliwowych pracujących w temperaturach ok. 800 stopni Celsjusza.

In this article, the brief review of the literature concerning the characteristics of composite ion conductors and also theoretical models analyzed the enhancement of ionic conduction are considered. Particular emphasis focused on the comparative analysis of electrical and mechanical properties of composite oxide electrolytes involving solid solutions Zr0.84Y0,16O2 (8YSZ), Ce1-xMexO2 (Me = Gd, Sm, where x = 0.1-0.2) and Ca-ZrO3, which could be applied as elements in solid oxide fuel cells (SOFC), gas sensors for automotive industry and solid oxide galvanic cells designed to study thermodynamic properties of oxide system with low equilibrium pressure, intermetallic compounds, carbides at temperatures below 1000 degrees centigrade. Introduction of heterophase Al2O3 inclusions into 8YSZ matrix or Ca3Al2O6 into the CaZr03 matrix, caused the improvement of electrical and mechanical properties compared to the monophase material. The Nd2Ti2O7 secondary phase was also able to coexist with 8YSZ matrix and the fracture toughness KIC of 8YSZ ceramics was significantly improved by Nd2Ti2O7 addition. The improvement of 8YSZ electrolyte mechanical properties is a positive feature, as far as the aspect of utilizing it as element for constructing solid oxide fuel cell or gas sensors working in the On board diagnosic system (OBD) in automotive industry. The prepared CaZrO3-Ca3Al2O6 composite material seems to be promising solid electrolyte for galvanic cells to the determination thermodynamic properties of oxides having low oxygen partial pressure, intermetallic compounds or carbides at the temperatures below 1000 degrees centigrade. Composite layered ceramics based on Ce0.8Sm0.2O2/Bi0.8Eb0.2 O2 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 degrees centigrade. These materials are successfully tested as electrolytes in solid oxide fuel cells.