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Microwave synthesis & sintering of Sm and Ca co-doped ceria ceramics

Authors :
Rainer Schmidt
Jesús Prado-Gonjal
Romain Heuguet
Emilio Morán
Sylvain Marinel
Daniel Muñoz-Gil
Alberto Rivera-Calzada
Departamento de Fisica Aplicada III
Escuela Superior de Ingenieros
Laboratoire de Microélectronique et de Physique des Semiconducteurs (LaMIPS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-NXP Semiconductors [France]
Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT)
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Departamento de Química Inorgánica
Departamento de Quimica Inorganica I
Universidad Complutense de Madrid = Complutense University of Madrid [Madrid] (UCM)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-NXP Semiconductors [France]-Presto Engineering Europe
Source :
E-Prints Complutense. Archivo Institucional de la UCM, instname, International Journal of Hydrogen Energy, International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2015, 40 (45), pp.15640-15651. ⟨10.1016/j.ijhydene.2015.07.161⟩, E-Prints Complutense: Archivo Institucional de la UCM, Universidad Complutense de Madrid, International Journal of Hydrogen Energy, 2015, 40 (45), pp.15640-15651. ⟨10.1016/j.ijhydene.2015.07.161⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
Pergamon-Elsevier Science Ltd, 2015.

Abstract

International audience; In this work we report on the combined use of microwave (MW) heating sources for the powder synthesis and the ceramic sintering of Sm and Ca co-doped ceria Ce0.8Sm0.18Ca0.02O1.9 polycrystalline materials for potential application as an electrolyte in intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs). We investigate the crystal structure, ceramic microstructure and the oxygen ion conductivity in detail and compare the latter to conventionally sintered ceramics. MW sintering of ceramic pellets leads to only slightly increased resistivity as compared to conventional sintering, but offers massive energy and time savings for potential industrial production processes. Exceptionally high oxygen ion conductivity without any significant electronic contribution was found in MW synthesized and MW sintered pellets, where the total resistivity, composed of grain boundary and bulk contributions, was found to be in the range of 0.5-1 kΩ at 500 °C. Sm- and Ca co-doped ceria may be well-suited for electrolyte materials in IT-SOFCs. © 2015 Hydrogen Energy Publications, LLC.

Details

Language :
English
ISSN :
03603199
Database :
OpenAIRE
Journal :
E-Prints Complutense. Archivo Institucional de la UCM, instname, International Journal of Hydrogen Energy, International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2015, 40 (45), pp.15640-15651. ⟨10.1016/j.ijhydene.2015.07.161⟩, E-Prints Complutense: Archivo Institucional de la UCM, Universidad Complutense de Madrid, International Journal of Hydrogen Energy, 2015, 40 (45), pp.15640-15651. ⟨10.1016/j.ijhydene.2015.07.161⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....af8172b21e3b596e7594b8ca8150fcf9