Побудова твердооксидної структури на композитному катоді для СТ-ТОПЕ

Solid oxide structure of the cobalt-free composite has been exploited as a new cathode material for IT-SOFCs. The composite model system was synthesized using the metallic oxide material, which was formed by a solid-state reaction technique. The generation of the Sm0.5Sr0.25Ba0.25FeO3-δ (SSBF) model system was carried out during the sintering process. The weight loss and oxygen content were investigated by thermal gravimetric analysis (TG). Meanwhile, X-ray diffraction characterized the structure of the composite and thermal conductivity tested the conductivity properties. The results showed that the structure of the SSBF composite demonstrated the perovskite single phase leading to the structural design. The decomposition and evaporation of the constituent elements of the composite corresponded to weight losses during the constructing process. The oxygen content of the model system was 2.98 after the calcination process. The electrical conductivity value reached 2 S cm-1 at 400 °C and increases to a maximum of 7.5 S cm-1 at 710 °C. The metallic element played to generating the conductive behavior at the low temperature, while the ionic structure acted as elevated temperature. So, mixed ionic and electric conductors (MIEC) were employed comprehensively for creating the conductive properties. Based on the structure and conductivity results, the SSBF composite has a good chance as an alternative cathode material with a perovskite single phase for future TI-SOFCs applications
Твердооксидная структура бескобальтового композита была использована в качестве нового катодного материала для СТ-ТОТЭ. Модельная система композита была синтезирована с использованием металлического оксидного материала, полученного методом твердотельной реакции. Формирование модельной системы Sm0.5Sr0.25Ba0.25FeO3-δ (SSBF) осуществляли в процессе спекания. Потерю веса и содержание кислорода исследовали методом термогравиметрического анализа (ТГ). При этом, с помощью рентгеноструктурного анализа характеризовали структуру композита, свойства проводимости испытывали с помощью теплопроводности. Результаты показали, что структура композита SSBF демонстрирует однофазность перовскита, приводящую к построению структуры. Распад и испарение составляющих элементов композита соответствовали потерям веса в процессе построения структуры. После прокаливания содержание кислорода в модельной системе составило 2,98. Значение электропроводности достигло 2 См см-1 при 400 °C и увеличивается до максимума 7,5 См см-1 при 710 °C. Металлический элемент играл роль проводника при низкой температуре, в то время как ионная структура действовала как повышенная температура. Таким образом, для создания проводящих свойств были комплексно использованы смешанные ионные и электрические проводники (СИЭП). Основываясь на результатах по структуре и проводимости, композит SSBF имеет хорошие шансы в качестве альтернативного катодного материала с однофазным перовскитом для будущих применений СТ-ТОТЭ.
Твердооксидну структуру безкобальтового композиту було використано в якості нового катодного матеріалу для СТ-ТОПЕ. Модельна система композиту була синтезована з використанням металевого оксидного матеріалу, отриманого методом твердотільної реакції. Формування модельної системи Sm0.5Sr0.25Ba0.25FeO3-δ (SSBF) здійснювали в процесі спікання. Втрату ваги і вміст кисню досліджували методом термогравіметричного аналізу (ТГ). При цьому, за допомогою рентгеноструктурного аналізу характеризували структуру композиту, властивості провідності випробовували за допомогою теплопровідності. Результати показали, що структура композиту SSBF демонструє однофазність перовськіту, що призводить до побудови структури. Розпад і випаровування складових елементів композиту відповідали втратам ваги в процесі побудови структури. Після прожарювання вміст кисню в модельній системі склав 2,98. Значення електропровідності досягло 2 См см-1 при 400 °C і збільшується до максимуму 7,5 См см-1 при 710 °C. Металевий елемент грав роль провідника при низькій температурі, в той час як іонна структура діяла як підвищена температура. Таким чином, для створення провідних властивостей були комплексно використані змішані іонні та електричні провідники (ЗІЕП). Виходячи з результатів структури та провідності, композит SSBF має хороші шанси в якості альтернативного катодного матеріалу з однофазним перовськітом для майбутніх застосувань СТ-ТОПЕ.