See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9352
ETF9352 "Katoodi vahekihi valmistamine tseeriumil baseeruvale elektrolüüdile keskmistel temperatuuridel töötavas tahkeoksiidkütuseelemendis. (1.01.2012−31.12.2015)", Indrek Kivi, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Keemia Instituut.
ETF9352
Katoodi vahekihi valmistamine tseeriumil baseeruvale elektrolüüdile keskmistel temperatuuridel töötavas tahkeoksiidkütuseelemendis.
Development of bilayered cathode on ceria based electrolyte for intermediate temperature solid oxide fuel cell.
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP401 Elektrokeemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201216 680,00 EUR
01.01.2013−31.12.201316 680,00 EUR
01.01.2014−31.12.201416 680,00 EUR
01.01.2015−31.12.201516 680,00 EUR
66 720,00 EUR

Antud töö eesmärgiks on valmistada kõrge katalüütilise aktiivsusega (hapniku redutseerumise protsessile) mitmekihiline katood, millel oleksid füüsikalis-keemilised omadused sobimaks tseeriumil baseeruvale elektrolüüdile kandmiseks. Selleks sünteesitakse La0.6Sr0.4CoO3–d ja La0.6 Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–d nanopulbrid ning valmistatakse mikromeso poorsed elektroodid. Brunauer-Emmett-Teller (BET), kõrgtemperatuurne röntgen difraktsioon (HT-XRD), sekundaarioon mass-spektromeeter (SIMS) ja fokusseeritud ioonkiir skanneeriva elektronmikroskoobi FIB-SEM) analüüsi meetodeid kasutades karakteriseeritakse antud elektroode füüsikaliste parameetrite leidmiseks. HT-XRD analüüs teostatakse in situ tingimustes (varieerides hapniku osarõhku, töötemperatuuri ja elektroodi potentsiaali). Elektroodil toimuvate elektrokeemiliste protsesside seostamine elektroodi struktuuris toimuvate muutustega annab väärtuslikku informatsiooni sobiva tööreziimi valikuks. Elektrokeemiliste suuruste määramiseks kasutatakse impedantsi, tsüklilise voltamperomeetria, kulonomeetrilise tiitrimise, kronopotensiomeetria ja kronoamperomeetria meetodeid. Elektroodi struktuurseid parameetreid muudetakse varieerides vahekihi valmistamise tingimusi. Parimaid elektrokeemilisi tulemusi näidanud elektroodidele sooritatakse pikaajalise stabiilsuse mõõtmised (vahepeal kasutades termilist tsükleerimist) ning leitakse seosed elektrokeemiliste ja struktuursete muutuste vahel. Põhjalikult analüüsitakse degradeerumise põhjuseid.
The main objective of this project is to develop (synthesise and analyse) composite cathode electrodes with high electrochemical activity compatible with ceria based electrolyte. To achieve these properties we will synthesise La0.6Sr0.4CoO3–d and La0.6 Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–d nanopowders and prepare the micromesoporous electrodes. Brunauer-Emmett-Teller (BET), high-temperature X-ray diffraction (HT-XRD), secondary ion mass spectroscopy (SIMS) and focused ion beams canning electron microscope (FIB-SEM) methods will be used for physical characterisation of electrodes under study. For both perovskite structures in situ HT-XRD measurements in working conditions (controlled oxygen partial pressure, working temperature and cathodic potentials) will be performed. The electrode structural properties will be changed by applying different electrode preparation methods (screen printing, sol-gel and spray deposition) and sintering temperatures. Comparison of the in situ structural analyzes data with electrochemical characteristics (impedance, cyclic voltammetry, chronoamperometry, chronopotentiometry, coulometric titration) will be conducted. The best bilayered cathode structures and working conditions will establish. For electrodes with higher electrochemical activity long term stability and thermal cyclability tests, in situ structural and electrochemical measurements, will be conducted. Materials degradation details will be analysed.
Antud töös valmistati TOKE rakendusteks kõrge katalüütilise aktiivsusega (hapniku redutseerumise protsessile) mitmekihiline katood, millel oleksid füüsikalis-keemilised omadused sobitumaks tseeriumil baseeruvale elektrolüüdile (GDC) kandmiseks. Selleks sünteesiti La0.6Sr0.4CoO3–d (LSC) ja La0.6 Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–d (LSCF) nanopulbrid ning valmistati mikro-meso poorsed elektroodid. LSCF aktiivsus oli väiksem kui LSC elektroodil siiski lähedasemad materjali soojuspaisumiskoefitsendi väärtused muudavad elektroodi ajaliselt stabiilsemaks. Samuti uuriti paralleelselt elektrokeemilistele mõõtmistele kõnealuseid süsteeme kõrgtemperatuurse röntgen difraktsioon (HT-XRD) meetodil tahke oksiidse kütuseelemendi (TOKE) töötingimustel. Leiti, et elektroodide kristallstruktuur muutub pöörduvalt tempeartuuri, elektroodi polarisatsiooni ja hapniku osarõhu varieerimisele samas on uuritud materjalide korral kristllograafilised muutused väga sarnased, tõestamaks veelgi nende sobivust TOKE seadmetes katood elektroodina. Käesoleva seisuga on avaldatud kolm 1.1. artiklit, sealjuures on antud töö raames kogutud materjali põhjal avaldamisel veel kaks artiklit.