الموصلية الأيونية للالكتروليت المتراكب النانوي المكون من السيريا المُطّعم بالكالسيوم/الكربونات الثلاثية
الملخص
يهدف هذا البحث إلى دراسة الموصلية الأيونية للإلكتروليت المتراكب النانوي المكون من السيريا المُطّعم بالكالسيوم/الكربونات الثلاثية. مسحوق السيريا المُطّعم بالكالسيوم (Ce0.8Ca0.2O2−δ) حُضّر بطريقة الترسيب المصاحب و أُستخدم كطور مضيف. أما الطور الثاني المكون من الكربونات الثلاثية ((Li/Na/K)2CO3 فقد تم تحضيره بواسطة تفاعل الحالة الصلبة. الإلكتروليت المتراكب النانوي حُضر بخلط 80% بالوزن من مسحوق السيريا المُطّعم بالكالسيوم مع 20% بالوزن من مسحوق الكربونات الثلاثية. التركيب البلوري لمسحوق كل من السيريا المُطعم بالكالسيوم و الكربونات الثلاثية تم دراسته بإستخدام تقنية حيود الأشعة السينية (X-ray). الموصلية الأيونية للإلكتروليت المتراكب النانوي تم دراستها في الهواء و في الهيدروجين الرطب (wet 5% H2−Ar) في المدى الحراري (300−600 مº). الموصلية الأيونية للالكتروليت المتراكب كانت كالتالي 0.12-1.24 × 10−5 و 0.13-7.97 × 10−5 سمنس/سم في الهواء و الهيدروجين الرطب على التوالي.
النص الكامل
المراجع
[1] Uvarov, N. (2011), Composite solid electrolytes: recent advances and design strategies, Journal of Solid-State Electrochemistry, 15, 367-389
[2]-Schober, T. (2005), Composites of ceramic high-temperature proton conductors with inorganic compounds, Electrochemical and Solid-State Letters, 8, A199-A200.
[3]-Liang, C. C. (1973), Conduction Characteristics of the Lithium Iodide-Aluminum Oxide Solid Electrolytes, Journal of The Electrochemical Society, 120, 1289-1292.
[4] Uvarov, N. F., Shrivastava, O. P., and Hairetdinov, E. F. (1989), Composite solid electrolytes in the Li₂SO₄−Al₂O₃ system, Solid State Ionics, 36, 39-42.
[5] Fu, Q. X., Zhang, W., Peng, R. R., Peng, D. K., Meng, G. Y., and Zhu, B. (2002), Doped ceria-chloride composite electrolyte for intermediate temperature ceramic membrane fuel cells, Materials Letters, 53, 186-192.
[6]-Zha, S., Cheng, J., Fu, Q., and Meng, G. (2003), Ceramic fuel cells based on ceria-carbonate salt composite electrolyte, Materials Chemistry and Physics, 77, 594-597.
[7]-Mishima, Y., Mitsuyasu, H., Ohtaki, M., and Eguchi, K. (1998), Solid Oxide Fuel Cell with Composite Electrolyte Consisting of Samarium-Doped Ceria and Yttria/Stabilized Zirconia, Journal of The Electrochemical Society 145, 1004-1007.
[8]-Xu, D., Liu, X., Wang, D., Yi, G., Gao, Y., Zhang, D., and Su, W. (2007), Fabrication and characterization of SDC/LSGM composite electrolyte material in IT-SOFCs, Journal of Alloys and Compounds, 429, 292-295.
[9] Zhu, B., Liu, X., and Schober, T. (2004), Novel hybrid conductors based on doped ceria and BCY20 for ITSOFC applications, Electrochemistry Communications, 6, 378-383.
[10] Sun, W., Jiang, Y., Wang, Y., Fang, S., Zhu, Z., and Liu, W. (2011), A novel electronic current-blocked stable mixed ionic conductor for solid oxide fuel cells, Journal of Power Sources, 196, 62-68.
[11]-Lin, D., Wang, Q., Peng, K., and Shaw, L. L., (2012), Phase formation and properties of composite electrolyte BaCe₀.₈Y₀.₂O₂₋δ–Ce₀.₈Gd₀.₂O₁.₉ for intermediate temperature solid oxide fuel cells, Journal of Power, 205, 100-107.
[12]-Huang, J., Zhang, L., Wang, C., and Zhang, P. (2012), CYO-BZCYO composites with enhanced proton conductivity: Candidate electrolytes for low-temperature solid oxide fuel cells, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 13044-13052.
[13] Huang, J., Mao, Z., Liu, Z., and Wang, C. (2007), Development of novel low-temperature SOFCs with co-ionic conducting SDC-carbonate composite electrolytes, Electrochemistry Communications, 9, 2601-2605.
[14]-Raza, R., Wang, X., Ma, Y., and Zhu, B. (2010), Study on calcium and samarium co-doped ceria-based nanocomposite electrolytes, Journal of Power Sources, 195, 6491-6495.
[15] Zhu, B., Albinsson, I., Andersson, C., Borsand, K., Nilsson, M., and Mellander, B. E. (2006). Electrolysis studies based on ceria-based composites. Electrochemistry Communications 8, 495-498.
[16]-Amar, I. A., Petit, C. T. G., Zhang, L., Lan, R., Skabara, P. J., and Tao, S. W., (2011), Electrochemical synthesis of ammonia based on doped-ceria-carbonate composite electrolyte and perovskite cathode, Solid State Ionics, 201, 94-100.
[17] Amar, I. A., Petit, C. T., Lan, R., Mann, G., and Tao, S. (2014), Electrochemical synthesis of ammonia from wet nitrogen using La₀.₆Sr₀.₄FeO₀₋δ─Ce₀.₈Gd₀.₁₈Ca₀.₀₂O₂₋δ composite cathode, RSC Advances, 4, 18749-18754.
[18]-Li, Y., Rui, Z., Xia, C., Anderson, M., and Lin, Y. S., (2009), Performance of ionic-conducting ceramic/carbonate composite material as solid oxide fuel cell electrolyte and CO₂ permeation membrane, Catalysis Today, 148, 303-309.
[19] Xia, Y., Bai, Y., Wu, X., Zhou, D., Liu, X., and Meng, J. (2011), The competitive ionic conductivities in functional composite electrolytes based on the series of M-NLCO (M = Ce₀.₈Sm₀.₂O₂−δ, Ce₀.₈Gd₀.₂O₂−δ, Ce₀.₈Y₀.₂O₂−δ; NLCO = 0.53Li₂CO₃−0.47Na₂CO₃), International Journal of Hydrogen Energy, 36, 6840-6850.
[20]-Wang, X., Ma, Y., Raza, R., Muhammed, M., and Zhu, B. (2008), Novel core/shell SDC/amorphous Na₂CO₃ nanocomposite electrolyte for low-temperature SOFCs, Electrochemistry Communications, 10, 1617-1620.
[21] Maier, J. (1995), Ionic conduction in space charge regions, Progress in Solid State Chemistry, 23, 171-263.
[22]-Xia, C., Li, Y., Tian, Y., Liu, Q., Zhao, Y., Jia, L., and Li, Y. (2009), A high-performance composite ionic-conducting electrolyte for intermediate-temperature fuel cells and evidence for ternary ionic conduction, Journal of Power Sources, 188, 156-162.
[23]-Ma, Y., Wang, X., Khalifa, H. A., Zhu, B., and Muhammed, M. (2012), Enhanced ionic conductivity in calcium-doped ceria carbonate electrolyte: A composite effect, International Journal of Hydrogen Energy 37, 19401-19406.
[24]-Janz, G. J., and Lorenz, M. R., (1961), Solid-liquid phase equilibria for mixtures of lithium, sodium, and potassium carbonates, Journal of Chemical and Engineering Data 6, 321-323.
[25] West, A. R., Solid State Chemistry and its Applications, John Wiley & Sons Ltd., 1985.
[26] Barsoum, M., Fundamentals of Ceramics, IOP Publishing Ltd., 2003.
[27] Chockalingam, R., and Basu, S. (2011), Impedance spectroscopy studies of Gd-CeO₂-(LiNa)CO₃ nanocomposite electrolytes for low temperature SOFC applications, International Journal of Hydrogen Energy, 36, 14977-14983.
[28] Li, S., Wang, X., and Zhu, B. (2007). Novel ceramic fuel cell using non-ceria-based composites as electrolyte. Electrochemistry Communications, 9, 2863-2866.
[29] Xie, F., Wang, C., Mao, Z., and Zhan, Z. (2013), Preparation and characterization of La₀.₉Sr₀.₁Ga₀.₈Mg₀.₂O₂.₈₅–(Li/Na)₂CO₃ composite electrolytes, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 11085-11089.
[30]-Bodén, A., Di, J., Lagergren, C., Lindbergh, G., and Wang, C. Y. (2007), Conductivity of SDC and (Li/Na)₂CO₃ composite electrolytes in reducing and oxidizing atmospheres, Journal of Power Sources, 172, 520-529.
[31]-Wang, X., Ma, Y., Li, S., Kashyout, A.-H., Zhu, B., and Muhammed, M. (2011) Ceria-based nanocomposite with simultaneous proton and oxygen ion conductivity for low-temperature solid oxide fuel cells, Journal of Power Sources, 196, 2754-2758.
المؤلفون

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
في بيان موجز، تتعلق الحقوق بنشر وتوزيع البحوث المنشورة في مجلة جامعة سبها حيث يجب على المؤلفين الذين نشروا مقالاتهم في مجلة جامعة سبها كيف يمكن استخدامها أو توزيع مقالاتهم. ويحتفظون بجميع حقوقهم في المصنفات المنشورة، مثل (على سبيل المثال لا الحصر) الحقوق التالية:
- حقوق الطبع والنشر وحقوق الملكية الأخرى المتعلقة بالمقال المقدم، مثل حقوق براءات الاختراع.
- بحث منشور في مجلة جامعة سبها ويستخدم في الأعمال المستقبلية الخاصة به، بما في ذلك المحاضرات والكتب، والحق في إعادة إنتاج المقالات لأغراضها الخاصة، والحق في الأرشفة الذاتية لمقالاتهم.
- الحق في الدخول في مقال منفصل، أو للتوزيع غير الحصري لمقالهم مع إقرار بنشره الأولي في مجلة جامعة سبها.
- بيان الخصوصية سيتم استخدام الأسماء وعناوين البريد الإلكتروني التي تم إدخالها في موقع مجلة جامعة سبها للأغراض المذكورة فقط والتي استخدمت من أجلها.