Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ składu chemicznego na spiekalność i przewodnictwo jonów litu w La2/3-xLi3xTiO3 – ceramicznym elektrolicie stałym o strukturze perowskitu

Polczyk T., Zając W., Świerczek K.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 1

28--32

PL

Wydajność nowej generacji akumulatorów litowych typu all-solid-state, które w przyszłości mogą stać się bezpieczniejszą alternatywą dla tradycyjnych akumulatorów Li-ion, będzie zależała m.in. od możliwości zastosowania elektrolitów stałych o wysokim przewodnictwie jonowym. Transport jonów w polikrystalicznych spiekach jest złożonym zjawiskiem, na które wpływają zarówno ruchliwość i koncentracja nośników w sieci krystalicznej, jak i opór granic międzyziarnowych oraz porowatość spieków. Niniejsza praca dotyczy związku pomiędzy składem chemicznym i gęstością względną a przewodnictwem jonowym materiałów z grupy tlenków o strukturze perowskitu La2/3-xLi3xTiO3, wykazujących wysoką ruchliwość jonów litu już w temperaturze pokojowej. Przy użyciu techniki dylatometrycznej wykazano, że w badanym układzie proces reaktywnego spiekania rozpoczyna się powyżej 1000 °C, a całkowity skurcz spiekania, jak i jego dynamika silnie zależą od składu chemicznego spieków; wzrost zawartości litu powoduje wzrost szybkości spiekania i skutkuje większymi wartościami końcowej gęstości względnej. Jednoczesny wpływ koncentracji nośników ładunku w podsieci litu w strukturze krystalicznej La2/3-xLi3xTiO3 i porowatości uzyskiwanych spieków prowadzi do maksymalnej wartości przewodnictwa jonowego wynoszącej 3,5•10-5 S•cm-1 w temperaturze pokojowej dla materiału o składzie La0,59Li0,24TiO3.

EN

Efficiency of a new generation all-solid-state lithium batteries, which in the future have a chance to become a safer alternative for conventional Li-ion batteries, depends, among others, on availability of high ionic conductivity solid electrolytes. Ion transport in a polycrystalline solid is a complex phenomenon affected by mobility and concentration of charge carriers in the crystal lattice as well as the grain boundary resistance and porosity of the sintered body. This work reports on relation between chemical composition, relative density and ionic conductivity in a La2/3-xLi3xTiO3 perovskite-structured oxide which exhibits high lithium-ion mobility already at room temperature. Using a dilatometry technique, it is shown that reactive sintering commences above 1000 °C in the studied system, and the total shrinkage and dynamics of sintering strongly depends on the lithium content – more lithium causes the sintering rate and final relative density increased. Simultaneous effects of the concentration of charge carriers in the lithium sublattice of the La2/3-xLi3xTiO3 crystal structure and the porosity of sintered materials lead to maximum ionic conductivity of 3.5•10-5 S•cm-1 at room temperature for the La0,59Li0,24TiO3 composition.

2

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.

3

Modyfikacja mechanochemiczna kompozytów z polifluorku winylidenu jako składników elektrolitów akumulatorów litowo-jonowych

Kozdra S., Opaliński I., Leś K., Chauveau J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 6

233--236

PL

PVDF modyfikowano metodą mieszania wysokoenergetycznego w młynie planetarno-kulowym z dodatkiem Li3N, LiNH2 i Aerosilu. Przygotowano folie kompozytów polimerowych. Analizowano strukturę chemiczną i krystaliczną folii metodą FTIR oraz SAXS. Zmierzono przewodnictwo właściwe techniką EIS. Wyniki wskazują na korzystny wpływ modyfikacji mechanochemicznej na właściwości chemiczne i elektrochemiczne kompozytów, jako potencjalnych składników elektrolitów stałych akumulatorów litowo-jonowych.

EN

PVDF powder was modified using high energy mixing in a planetary ball mill with Li3N, LiNH2 and Aerosil additives. Composite membranes were prepared. Chemical and crystal structure were analysed by FTIR and SAXS methods. Ionic conductivity was measured by EIS. The results suggest positive influence of mechanochemical modification on electrochemical properties of composites as a potential electrolyte component for rechargeable lithium ion batteries.

4

Tetragonalny dwutlenek cyrkonu w układzie 3Y-TZP/Al2O3 jako elektrolit stały dla średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Obal K., Brylewski T., Adamczyk A., Pędzich Z., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 1

27--36

PL

Niniejsza praca obejmuje otrzymywanie oraz badania właściwości fizykochemicznych tetragonalnego dwutlenku cyrkonu w układzie 3Y-TZP/Al2O3 jako elektrolitu stałego do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC. Syntezę proszku roztworu stałego Y2O3-ZrO2 zawierającego 3% mol. Y2O3 (3-YSZ), o strukturze tetragonalnej, przeprowadzono metodą współstrącania-kalcynacji. W wyniku: impregnacji proszku 3-YSZ roztworem azotanu glinu, zagęszczania, a następnie spiekania w 1773 K przez 2 godz. w powietrzu uzyskano serię tetragonalnych odmian dwutlenku cyrkonu zawierających 0,35%, 0,5% i 0,75% mol. Al2O3. Charakterystykę fizykochemiczną gęstych polikrystalicznych spieków przeprowadzono przy pomocy metod XRD, SEM-EDS i EIS. W wyniku zmian strukturalnych i mikrostrukturalnych wywołanych zastąpieniem jednofazowego materiału 3Y-TZP układem 3Y-TZP/Al2O3, zawierającym oprócz fazy tetragonalnej niewielką ilość fazy jednoskośnej, uzyskano istotną poprawę przewodnictwa elektrycznego po granicach ziaren w temperaturach poniżej 873 K przy nieznacznym pogorszeniu przewodnictwa wnętrza ziaren.

EN

The presented work describes a procedure used to obtain tetragonal zirconia in the 3Y-TZP/Al2O3 system and a study of its physicochemical properties, focusing on its potential application as a solid electrolyte in the intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs). A 3-YSZ powder was obtained from the Y2O3-ZrO2 solid solution of the tetragonal structure containing 3 mol.% Y2O3 by means of the co-precipitation-calcination method. After impregnation of the powder with an aluminum nitrite solution followed by pressing and 2 h sintering at 1773 K in air, a number of 3Y-TZP/Al2O3 materials were obtained, containing 0.35 mol.%, 0.5 mol.% and 0.75 mol.% Al2O3. Physicochemical properties of these polycrystalline materials were investigated using XRD, SEM-EDS, and EIS. As a result of structural and microstructural changes induced by replacing the single-phase 3Y-TZP material with the 3Y-TZP/Al2O3 system containing a small contribution of the monoclinic phase in addition to the tetragonal phase, a significant improvement in the electrical conductivity across grain boundaries was observed at temperatures below 873 K, with an associated slight decrease in the conductivity of the grain interior.

5

Badania właściwości termicznych elektrolitu BIVOX domieszkowanego La i ocena możliwości jego zastosowania w ogniwach paliwowych IT-SOFC

Paściak G., Chmielowiec J., Górecki L., Malinowski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 10

19-22

PL

Publikacja zawiera wyniki badań właściwości termicznych dwóch elektrolitów: referencyjnego – Bi4V2O11 (BIVOX) i Bi3.64V1.67O9.64 – domieszkowanego tlenkiem lantanu w ilości 4% wag. (BILAVOX.4). Oba elektrolity scharakteryzowano za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i analizy termograwimetrycznej (TGA). Termiczne właściwości elektrolitów stałych BIVOX i BILAVOX.4 wyznaczono w atmosferach powietrza, argonu i gazu redukcyjnego – argon + 5% wodoru, przy narażaniu przez 5 i 20 godzin w temperaturach 400, 650 i 750°C. Uzyskane wyniki analizowano pod kątem możliwości zastosowania elektrolitu BILAVOX.4 w konstrukcji ogniwa paliwowego IT-SOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell).

EN

Thermal properties of two electrolytes: reference – Bi4V2O11 (BIVOX) i Bi3.64V1.67O9.64 doped with lanthanum oxide at the quantity of 4% by weight (BILAVOX.4) were investigated. Both electrolytes were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The thermal properties of BIVOX and BILAVOX. 4 were performed in air, argon and reducing – argon with 5% + hydrogen atmosphere during exposure to atmosphere for 5 hours and 20 hours in temperatures of 400, 650 and 750°C. The possibility of application of BILAVOX.4 electrolyte for the Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC) is discussed.

6

Ceramiczne przewodniki superjonowe do zastosowania w urządzeniach elektrochemicznych

Paściak G., Chmielowiec J., Malinowski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 8

211--214

PL

Przewodniki superjonowe charakteryzują się dużym przewodnictwem jonowym, co predysponuje je do zastosowań w urządzeniach elektrochemicznych takich jak: ogniwa paliwowe, elektrolizery, czujniki i pompy tlenu. Niniejsza publikacja zawiera analizę możliwości wykorzystania wysokotemperaturowych elektrolitów ceramicznych w wymienionych urządzeniach. Na podstawie opracowanych zestawów materiałowych zaprojektowano i wykonano konstrukcje ogniwa paliwowego oraz czujnika i pompy tlenu. Porównawcze charakterystyki działania badanych urządzeń zaprezentowano dla materiałów bazujących na tlenkach cyrkonu oraz bizmutu.

EN

High ionic conductivity is a basic property of superionic conductors what involves them to be applicable in electrotechnical devices such as fuel cells, electrolysers, sensors and oxygen pumps. The paper contains analysis of possibility to use high-temperature ceramic electrolytes in these devices. Basing on various materials being made single fuel cell, sensor and oxygen pump have been designed and constructed. The graphs and figures included in the paper show devices’ operation in terms of zirconium and bismuth oxide-based materials characterization.

7

Modyfikacja tetragonalnej odmiany cyrkonii stabilizowanej tlenkiem itru z przeznaczeniem na elektrolity do ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Obal K., Brylewski T., Pędzich Z., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

352--360

PL

W niniejszej pracy, na tle literatury i badań własnych, przedstawiono zagadnienia związane z modyfikacją mikrostruktury tetragonalnej odmiany cyrkonii stabilizowanej tlenkiem itru poprzez wytworzenie kompozytowego elektrolitu dyspersyjnego 3Y-TZP/Al2O3. Wyniki tych badań wskazują na potencjalne możliwości zastosowania tego kompozytu jako elektrolitu stałego o stabilnych parametrach użytkowych do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC, przewidzianych do pracy w zakresie temperatur 600-800 °C.

EN

The paper presents issues related to the modification of the microstructure of tetragonal zirconia stabilized with yttrium oxide via the formation of a dispersed composite 3Y-TZP/Al2O3 electrolyte. These studies point to the potential application of this composite as a solid electrolyte with stable functional parameters for the Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cells (IT-SOFC) designed for operation in the temperature range of 600-800 °C.

8

Electrocatalytic sensor based on Nasicon with auxiliary layer

Strzelczyk A., Jasiński G., Jasiński P., Chachulski B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 1

72-74

EN

In this study properties of Nasicon solid state gas sensors working in electrocatalytic mode are investigated. The principle of operation of such sensors is based on the excitation with a periodic potential signal, while current response is recorded. The sensors are prepared in ceramic technology with two different constructions. One construction is a symmetrical, sandwich type structure with electrolyte between two identical gold electrodes. In the second, the same structure is used, but the electrodes are covered with auxiliary layer of sodium nitrite. Nitrogen dioxide sensing properties of both sensors are determined and compared.

PL

W pracy zostały przedstawione wyniki pomiarów czujnika na bazie Nasiconu pracującego w trybie elektrokatalitycznym. Czujniki takie pobudzane są zmieniającym się napięciem przy jednoczesnym pomiarze odpowiedzi prądowej. Przygotowano czujniki ceramiczne o dwóch różnych typach. Pierwszy z nich to czujnik posiadający dwie identyczne elektrody złote, pomiędzy którymi znajduje się elektrolit stały. Drugi czujnik posiada złote elektrody dodatkowo pokryte warstwą azotanu (III) sodu. Zmierzono i porównano odpowiedzi obu czujników dla różnych stężeń dwutlenku azotu w mieszaninie z powietrzem.

9

Detekcja gazowego chloru przy użyciu ogniwa elektrochemicznego z elektrolitem stałym 8YSZ

Dziubaniuk M., Wyrwa J., Pasierb P., Rękas M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 6

49-50

PL

Skonstruowano potencjometryczny detektor chloru. Działanie detektora przetestowano w zakresie temperatur 200...350°C dla stężeń 0...100 ppm Cl₂ w powietrzu.

EN

Potentiometric chlorine gas detector was constructed. Performance of the detector was tested at temperature range 200...350°C and chlorine concentration range 0...100 ppm in air.

10

Elektrolity stałe w układzie CeO2-Sm2O3-Nd2O3

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

Szkło i Ceramika

|

2011

|

R. 62, nr 2

38-44

PL

Jednofazowe proszki roztworów stałych w układzie CeO2-Sm2O3-Nd2O3 syntezowano metodą Pechiniego. Metodą dyfrakcji rentgenowskiej określono wielkości krystalitów d(hkl). Na podstawie tych pomiarów stwierdzono, że wielkości cząstek d(hkl) tych proszków wynoszą od ok. 17 do ok. 21 nm. Budowę morfologiczną otrzymanych proszków obserwowano pod transmisyjnym mikroskopem elektronowym. Wypraski sporządzone z otrzymanych proszków na bazie CeO2 zagęszczają się w temperaturze 1500 stopni Celsjusza na poziomie 95-97% gęstości względnej. Obserwacji mikrostruktury dokonano pod skaningowym mikroskopem elektronowym. Zastosowanie metody spektroskopii impedancyjnej pozwoliło na określenie zmian wielkości przewodności jonowej spieków roztworów stałych Ce0.8Sm0.2-xNdxO2. Na podstawie wykonanych pomiarów stwierdzono, że stopniowa zamiana kationów Sm (sup)3+ kationami Nd (sup)3+ w roztworze stałym Ce0.8Sm0.2-xNdxO2 prowadzi do poprawy przewodności jonowej w porównaniu do spieków Ce0.8M0.2O2, M = Sm, Gd. Materiał Ce0.8Sm0.1Nd0.1O2 wydaje się bardziej predysponowanym elektrolitem tlenkowym do pracy w stałotlenkowych ogniwach paliwowych o obniżonej temperaturze pracy (600-800 stopni Celsjusza).

EN

Monophase nanopowders of solid solutions in the CeO2-Sm2O3-Nd2O3 system were synthesized by the Pechini method. The X-ray diffraction method was used to determine the particle size d(hkl). Based upon this investigation, it was found that the size of crystallites ranges from 17 to 21 nm. The observation of morphology of obtained powders was performed by means of a transmission electron microscopy. The green bodies obtained from CeO2-based powders thicken to 95-97% of their relative density at 1500 degrees centigrade. Scanning electron microscopy was used to observe the microstructure of the CeO2-based samples. The changes of ionic conductivity in sintered samples of Ce0.8Sm0.2- xNdxO2 solid solutions were determined by employing AC impedance spectroscopy. Ionic conductivity measurements proved that gradual substitution of Sm (sup)3+ cations with Nd (sup)3+ with cations had led to improvement of ionic conductivity in comparison with Ce0.8M0.2O2, M = Sm, Gd sinters. Ce0.8Sm0.1Nd0.1O2 material seems to be more adequate for the role of a solid oxide electrolyte for application in solid oxide fuel cells (SOFC) operating in lowered working temperatures (600-800 degrees centigrade).

11

Electrocatalytic gas sensor with non-triangular excitation

Jasiński G., Strzelczyk A., Chachulski B., Jasiński P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 3

92-95

EN

Electrocatalytic gas sensor working principle is based on acquisition of an electric current, while voltage ramp is applied to the sensor. The current-voltage response depends in a unique way on the type and concentration of ambient gas. Usually a linearly changing voltage excitation signal of symmetrical triangular shape in range from 5 V to -5 V is applied to the sensors terminals. In this study investigation results of electrocatalytic gas sensors with voltage excitation of non-triangular shape will be presented. The main goal is to shorten measuring time without negatively affecting electrocatalytic gas sensor properties, such as sensitivity or selectivity. Presented results concern sensors based on NASICON prepared in ceramic technology used for the determination of NO2 concentration in mixtures with synthetic air.

PL

Elektrokatalityczny czujnik gazu pracuje w trybie woltamperometrycznym. Pobudzony jest zmieniającym się napięciem przy jednoczesnym pomiarze prądowej odpowiedzi czujnika. Charakterystyka prądowo-napięciowa ma unikalny kształt, uzależniony od stężenia i rodzaju gazów w otoczeniu czujnika. Jako pobudzenie zazwyczaj stosowane jest napięcie liniowo narastające w zakresie 5...-5 V napięcie o symetrycznym, trójkątnym kształcie. W pracy przedstawiono wyniki badań elektrokatalitycznego czujnika gazu pobudzanego napięciem o kształcie innym niż trójkątne. Celem tego podejścia jest skrócenie czasu pomiaru bez negatywnego wpływu na właściwości czujnika, takich jak czułość lub selektywność. Przedstawione wyniki dotyczą czujnika przygotowanego w technologii ceramicznej na bazie NASICONu zastosowanego do określenia stężenia NO2 w mieszaninie z powietrzem.

12

Otrzymywanie ceramicznych elektrolitów stałych do ogniw paliwowych

Osuchowski M., Jakubiuk T.

Prace Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych

|

2008

|

R. 1, nr 2

23-38

PL

Ogniwa paliwowe, w przeciwieństwie do tradycyjnych metod, wytwarzają elektryczność bez spalania paliwa i utleniacza. Pozwala to na uniknięcie emisji szkodliwych związków, m.in. tlenków azotu, węglowodorów oraz tlenków węgla (powodujących powstawanie dziury ozonowej). Ceramiczne ogniwa paliwowe, w których jako elektrolit stały stosuje się roztwór stały tlenku cyrkonu (IV) z tlenkiem itru (ZrO2 + 8% Y2O3), pracują w temperaturze 1000 stopni C. Jednak wysokie temperatury pracy ograniczają ich funkcjonalności, podnoszą koszty wytwarzania, a także ograniczają miniaturyzację. Obniżenie temperatury pracy tych urządzeń do 600 - 750 stopni C jest celem strategicznym tej technologii. W niniejszym artykule opisano badania nad innym typem elektrolitu stałego. Jako substancję bazową użyto TiO2. Różnorodne dodatki zastosowane do TiO2 mogą zmieniać w szerokim zakresie przewodnictwo tego związku, a co najważniejsze - mogą wpływać na zależność temperaturową tego półprzewodnika. Możliwość kontroli przebiegu krzywej przewodnościowo-temperaturowej może być kluczem do obniżenia temperatur pracy SOP.

EN

The fuel cell makes electric field without burn fuel and oxidizer. This reason we have no emissions of harmful gases e.g. nitrogen oxides, hydrocarbons and carbon oxide (this gases to contribute hole in ozone layer). Ceramic fuel cell working in very high temperature to order 1000 stopni C because them are built from solid electrolyte such as zirconium dioxide with 8% admixture diyttrium trioxide. The high temperature working limited their function, rise built cost them and minimize. Reduce temperature work of ceramic fuel cell to order (600 -750 stopni C) is the main target of this technology. In this paper are written research different solid electrolyte such as titanium dioxide. We can change conductivity of titanium dioxide by using different admixtures. Admixtures can changing conductivity of titanium dioxide in wide range and they have influence on curve conductivity vs. temperature titanium dioxide. If we could change curve conductivity vs. temperature titanium dioxide it will be way to fall work temperature of Solid Oxide Fuel Cell.

13

Charakterystyka i modyfikacja właściwości granic międzyziarnowych dwutlenku ceru domieszkowanego gadolinem

Zając W., Kurpaska Ł., Świerczek K., Molenda J.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

234-238

PL

W niniejszym artykule omówiono wyniki badań nad wpływem dodatku jonów Cu(ll) na właściwości granic międzyziarnowych elektrolitu stałego o składzie Ce0,85Gd0,15O1,925. Serię materiałów zawierających 0,5; 1,0 i 2,0% mol. Cu(ll) otrzymano poprzez impregnację proszku Ce0.85Gd0.15O1.925 uzyskanego na drodze współstrącania. Przeprowadzono analizę wpływu Cu(ll) na spiekanie otrzymanych proszków oraz na przewodnictwo elektryczne wnętrza ziaren i granic międzyziarnowych. Uzyskane wyniki wskazują na pozytywny wpływ dodatku Cu(ll) w ilości < 2,0% mol. Przy takiej zawartości przeprowadzona modyfikacja jedynie nieznacznie wpływa na wnętrze ziaren, natomiast zaobserwowano spadek energii aktywacji jonowego przewodnictwa elektrycznego granic międzyziarnowych oraz towarzyszący mu wzrost wartości bezwzględnych przewodnictwa. Z punktu widzenia potencjalnego zastosowania w tlenkowych ogniwach paliwowych najkorzystniejsze właściwości uzyskano dla materiału modyfikowanego 0,5% mol. Cu(ll).

EN

This paper presents the effect of an incorporation of copper(ll) ions into grain boundaries of Ce0.85Gd0.15O1.925 solid electrolyte. Solid electrolyte was synthesized by coprecipitation method and Cu(ll) was incorporated via impregnation method. 0.5, 1.0 and 2.0% mol Cu containing samples were obtained. The effect of Cu(ll) on a sinterability and an ionic conductivity is discussed. Obtained results show beneficial effect of incorporation of less than 2.0% mol. Cu(ll). Only minor modification of a bulk of the electrolyte was observed in case of this amount of the dopant, however substantial decrease of an activation energy of the ionic conductivity for grain boundaries and, in the same time, increase of the ionic conductivity was observed. The best results were obtained for 0.5% mol. Cu(ll) modified electrolyte.

14

Przewodniki superjonowe - historia materiałów dla ogniw paliwowych typu SOFC

Chmielowiec J

Nowa Elektrotechnika

|

2007

|

nr 3 (31)

16--18

15

Tlenkowe przewodniki superjonowe bivox domieszkowane pierwiastkami ziem rzadkich (La, Pr).

Paściak G., Chmielowiec J., Bujło P.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2006

|

Vol. 44, nr 18

122-127

PL

Materiały z rodziny B1VOX (ang. Bismuth Vanadium Oxide) charakteryzują się dużą przewodnością jonową w stosunkowo niskich temperaturach i dlatego są potencjalnymi kandydatami na materiał elektrolityczny w urządzeniach elektrochemicznych takich jak: ogniwa paliwowe IT-SOFC (Intermediate Temperaturę Solid Oxide Fuel Celi) oraz pompy, separatory i czujniki tlenu. Stosując dodatki podstawiające atomy Bi i V w strukturze Bi4V2O11 można -stabilizować poszczególne odmiany polimorficzne materiału, a także modyfikować jego przewodność. Publikacja przedstawia badania autorów dotyczące wpływu dodatków pierwiastków ziem rzadkich -La i Pr na stabilność termodynamiczną i przewodność elektrolitu Bi4V2O11.

EN

BIVOX (Bismuth Vanadium Oxide) family materials are characterized by high ionic conductivity at relatively low temperature that's why are potential candidates for electrolytic materials used in electrochemical devices as: IT-SOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide, Fuel Cell), oxygen pumps, separators and sensors. Applying additives, which substitute Bi and V atoms in the Bi4V2O11structure, one can stabilize individual polymorphic modifications as well as modify theirs conductivity. Present paper presents description of research concerning investigations of the influence of additives - rare-earth elements as La and Pr - on thermodynamic stability and ionic conductivity of Bi4 V2 O11 electrolyte.

16

Structure and electrical properties of oxide-ion conductors in the Bi3NbO7-Bi3YO6 system

Kozanecka-Szmigiel A., Krok F., Abrahams I., Wrobel W., Chan S.C.M., Dygas J.R.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

31--37

EN

A study of the structure and electrical conductivity of Bi3Nb1-xYxO7-x is presented. X-ray diffraction confirms full solid solution formation in this system, with the adoption of a fluorite-type structure. Superlattice ordering of the anion sublattice is evident in neutron diffraction data, the nature of which varies with composition. At low values of x, long-range ordering is present, whereas above x = 0.4 only local ordering is observed. Arrhenius plots of the total electrical conductivity of all samples containing yttrium show two linear regions with different activation energies, with evidence for a phase transition between 450 and 680 °C.

17

Solid-state electrochemical gas sensors

Jasiński P.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

269--278

EN

Various types of solid-state electrochemical gas sensors are presented. The sensing mechanism and examples of potentiometric, amperometric and electrocatalytic sensors are described. The possibility of multi-gas detection in the case of amperometric and electrocatalytic sensors is characterized. The principle of operation of the wide-band oxygen sensor, combining the potentiometric and amperometric modes, is presented.

18

Oxide-ion conductors for fuel cells

Krok F., Abrahams I., Wrobel W., Kozanecka-Szmigiel A., Dygas J.R.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

13--22

EN

The principal materials used in the construction of solid oxide fuel cells (SOFCs) are discussed. Some of the problems encountered with high temperature fuel cells (HT-SOFCs) might be overcome by lowering the operating temperature to 500-700 °C, through the development of suitable materials for intermediate temperature fuel cells IT-SOFCs. Candidate electrolyte materials are discussed, including cerium gallium oxide, lanthanum strontium gallium magnesium oxide, and electrolytes based on doped bismuth oxide. While high ionic conductivities can readily be achieved in these materials at intermediate temperatures, stability in reducing atmosphere is still a problem. This might be overcome by careful chemical design of electrolytes containing stabilising dopants. Two zirconia-doped bismuthate systems are discussed in this respect. In both cases, the obtained materials exhibit different structures - one is Bi3Nb1-xZrxO7-x/2 of the ?-Bi2O3 type, and the other, Bi4V2-2xZrxO11-x, has a layered structure of the Aurivillius type.

19

Li-ion conducting organic-inorganic hybrid electrolytes

Żelazowska E., Borczuch-Łączka M., Rysiakiewicz-Pasek E., Zduniewicz T.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

133--140

EN

Lithium ion conducting, sol-gel derived, amorphous, organic-inorganic hybrid electrolytes were obtained from tetraethoxysilane, poly(ethylene oxide), propylene oxide, propylene carbonate, acetonitrile and LiClO4 precursors, and were investigated for their morphological and structural properties by scanning electron microscopy equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, and nitrogen adsorption at 77 K. A room-temperature conductivity of ca. 10-4-10-3 Sźcm-1, attributed to an amorphous character and the organic addition, as well as results of testing in WO3-based electrochromic thin-film systems, make the hybrid materials obtained promising as electrolytes for ambient temperature electrochemical and optoelectronic applications.

20

Electrocatalytic gas sensors based on Nasicon and Lisicon

Jasiński G., Jasiński B., Chachulski B., Nowakowski A.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

261--268

EN

The principle of operation, construction, and properties of gas sensors based on Nasicon and Lisicon are presented. These types of materials are known to exhibit high ionic conductivities and relatively high chemical stabilities at elevated temperatures. Electrocatalytic sensors have been prepared using ceramic technology. Their working principle is based on electric current acquisition, when a voltage ramp is applied to the sensor. The current-voltage plot has a unique shape, depending on the surrounding gas and its concentration. Measurements conducted in mixtures of nitrogen dioxide, sulphur dioxide, and synthetic air are presented.