Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Centrum SOLARIS

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Lista publikacji naukowych

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Wytwarzanie wysoko porowatego materiału YSZ i Ni-YSZ za pomocą nowatorskiego strącania w obecności systemu CTAB/NaCl

Wytwarzanie wysoko porowatego materiału YSZ i Ni-YSZ za pomocą nowatorskiego strącania w obecności systemu CTAB/NaCl

Opracowano nowatorską oraz prostą metodę syntezy wysoce porowatych substratów YSZ oraz Ni-YSZ prowadzącą do wytworzenia się struktur przypominających połączone ze sobą mikrotunele

Opisywana metoda polegała na współstrącaniu osadu w obecności układu CTAB/Pluronic P123 z jednoczesną krystalizacją NaCl. Wytworzony w ten sposób kompozyt Ni-YSZ wykazywał lepszą długoterminową stabilność elektryczną w wodorze niż tradycyjnie przygotowany Ni-YSZ. Wynikało to z ograniczenia zmian strukturalnych ziaren Ni w objętości anody. W związku z tym, nowatorska metoda strącania w obecności systemu CTAB/NaCl została uznana za obiecującą drogę syntezy YSZ lub Ni-YSZ o wysoko rozwiniętej mikrostrukturze i zwiększonej stabilności.

Za pomocą obrazowania STXM udowodniono, że, organizowany przestrzennie dzięki obecności miceli, amorficzny żel otrzymany po strąceniu jest następnie stabilizowany podczas suszenia za pomocą krystalizującego NaCl. Współistnienie tych dwóch czynników strukturyzujących pozwoliło na otrzymanie w pełni amorficznego i nanometrycznego osadu składającego się z wodorotlenków metali, z którego po wypaleniu otrzymano wysoce porowatą i uporządkowaną strukturę YSZ lub NiO-YSZ, w zależności od wyjściowego składu kationów (Fig. 1.). Wykazano dobrą separację obu faz składowych kompozytu pomimo równoczesnego tworzenia się wieloskładnikowych wytrąceń. Udowodniono, że stężenie 0,3 M kationów w roztworze wyjściowym dało najbardziej jednorodną strukturę o największej porowatości wynoszącej około 50% i 47% odpowiednio dla 8YSZ oraz NiO-YSZ (zredukowanego), pomimo braku dodatku poroformerów. Badania temperaturowo-programowanej redukcji udowodniły, że nowatorski sposób przygotowania NiO-YSZ zapewnia wyższy stopień integracji ziaren NiO i YSZ oraz ogranicza rozrost ziaren Ni podczas poszczególnych cykli redoks. Długoterminowy test całkowitej przewodności elektrycznej wykazał, że strukturyzowany 0,3 M CTAB/NaCl NiO-YSZ jest bardziej stabilny w ciągu 160 h prowadzonego badania niż odpowiadający mu materiał odniesienia przygotowany metodami konwencjonalnymi. Co więcej, stwierdzono, że zrestrukturyzowany materiał jest mniej podatny na aglomerację i migrację Ni w obrębie anody, głównie ze względu na zwiększoną integrację międzyfazową NiO-YSZ oraz zapewnienie jednolitych i drobno rozproszonych ziaren Ni po redukcji (Fig. 2).

Zdjęcia STXM próbki

Rys. 1. Zdjęcia STXM próbki prekursora 0.3 M CTAB/NaCl NiO-YSZ zmierzone w energii 848 eV (przed krawędzią absorbcji Ni), 853 eV (w krawędzi absorbcji Ni), mapa rozkładu niklu oraz odpowiadające zdjęcie SEM. Podziałka liniowa wynosi 1 µm.

 

Zdjęcia SEM oraz mapy EDS rozkładu pierwiastkowego

Rys. 2. Zdjęcia SEM oraz mapy EDS rozkładu pierwiastkowego w próbce 0,3 M CTAB/NaCl Ni-YSZ (zredukowany) oraz próbki referencyjnej przed oraz po testach starzenia. Podziałka liniowa wynosi 8 µm.

 

Cała publikacja dostępna tutaj:

P. Blaszczak, A. Ducka, B. Wolanin, K. Matlak, G. Machowski, M. Przesniak-Welenc, S.-F. Wang, B. Bochentyn, and P. Jasinski, Fabrication of Wormhole-like YSZ and Ni-YSZ by the Novel Soft-Hard CTAB/NaCl-Assisted Route. Suppressing Ni Coalescence in SOFC, J Eur Ceram Soc 43, 438 (2023).

Polecamy również
Kontrola odkształceń nad stopniem swobody doliny

Kontrola odkształceń nad stopniem swobody doliny

Związek struktury szkieletów poliuretanów z właściwościami strukturalnymi i nadprzewodzącymi pianek Y-123

Związek struktury szkieletów poliuretanów z właściwościami strukturalnymi i nadprzewodzącymi pianek Y-123

Wpływ implantacji jonów Ne<sup>+</sup> 250 keV na parametry krytyczne kompozytowych taśm 2G HTS

Wpływ implantacji jonów Ne+ 250 keV na parametry krytyczne kompozytowych taśm 2G HTS

Szczególna rola magnetycznych jonów Ni w strukturze elektronowej

Szczególna rola magnetycznych jonów Ni w strukturze elektronowej