Materiali funzionali (elettroliti, catodi e anodi)

Materiali Funzionali

Elettroliti:

• Zirconia Stabilizzata

Funzioni:

• Conducibilità: accoppiamento ionico tra anodo e catodo
• Applicazioni del combustibile difetto: di danni nella FC

Requisiti:

• Chimici morfologici
• Coefficiente di materia, stabilità dimensionale nelle condizioni atmosferiche e alle temperature operative di fabbricazione
• Contenimenti nelle due mantelle di alta temperatura e alla temperatura ED

Conseguenze:

• Disomogeneità chimica dei componenti dubbi della cella, no formazione di fasi cristalline alle interface

• Deformazioni dinamica di tensione, nei raggi, a una temperatura maggiore rispetto a questo coefficiente rispetto alla combustione dei motivi e alle coefficienti di espansione termici dei componenti della cella

• Proprietà: minimizzare la proprietà isolate perché crea problematiche chimiche

• Affinamento: 90% (98% nel meglio)

Materiali con queste caratteristiche:

• Stabilità con zirconia, stabilizzato con zirconia, conducono ioni, in un certo range di temperatura
• Da una elettrica possiamo usare ossidi come ossigeno conducono ioni, ma senza condurre FC
• Oltre l’elettrocotta, zirconia con stabilizzato con itijo

• Alta conducibilità ionica, senza reputare alla conducibilità elettrica

• (le celle non funzionano a fiocchi, ma al massimo a 1000°C)

• Elettroliti di 200 μm sopra: resistenza 50 mV a 800°C — elettroliti alle 10-20 μ omplo rispetto la perdita chimica

• Per aumentare la conducibilità bisogna guardare nulla possibile

• 2 ZrO₂: stabilità sof in condizioni ossidanti e riducenti
• Solo per condizioni altamente riducenti migliora un buono comportamento

• Y₂O₃ recupera la conducibilità
• Diminuisce quantità di charge per comprovati a ioni mole del 3 e contiene ossigeno più stabile

Y₂O₃ —> 2Y⁺Zr + Vo + 3O²⁻

Ceria

non ancora usato industrialmente

L'ossido di cerio ha performance elettrochimiche superiori rispetto alla zirconia soprattutto a basse temperature

CeO₂

• Cella cubica fluoritica
• 8 siti c.oodinazione per azoto (volume libero)
• Si disintegra quando sotto atmosfera con H₂ a temperatura maggiore di 1273 K senza catalizzatore
• Ha la struttura della fluorite anche a basse temperature tipo m'
• (Si dice più + più di più (4 + 2 + 2))
• Ha una diffus. di ossigeno maggiore rispetto al conducente

Ce²⁺ elettrodinamico e monobasico

Ce⁴⁺ come cristallo ionico monobasico con valenza

Drogaggio ceria stabilizzata

temastu merita alla conducibil. ionic. di T₂ e temperature

Ceria riduzione non deficiente di ossigeno:

O₂ + 2 CeO₂ = O₂ + 3 CeO_2-u V₂₊ 2 Ce²⁺

Genera vacanze di ossigeno (chimicamente)

CeO non ha un cerio

Drogaggio aliovalente con cationi con valenza

p (ex gadolem)

Calcolando con P^-_x + V_O^- = Ox

CeO² 2 Ce²⁺ 2g + 3 e

Se si vuole diminuire il numero di vacanze, si usano drogaggi con alti livelli di ossidazione

Nb₂O₅ e V^o: 2 Nb²⁺: 2 CeO²

legata alla conducibilità

g

ceria

ceria drogante

Dipetti:

• C³⁺ immerstizio
• C⁴⁺
• Confetti drogante

Qualcuno effetto dipendente dal valore di ^s

^{-_{-doppi ioni} Ti putica informazioni per cui erano molecol}

diffetti doppi: CeO₂ = O^TT

diffetti catodici: aggiustazione tra vacanze concentriche monoposti singoli, E₅ e ^y

raccolto di data: CeO = ^CeO_x: 1^-

aggiustamento delle fiamme positive e negative

Esistono fasi a curve caratterizzate e sono stabili: CeO⁴ + ^CeO₄, CeO⁴ (3)

ricreare del ridimensionamento al sottoricapezza di chiusura

Esistono molte temature ordinarie: e caracteriza ossi g

le fasi distinte con m_n ^{3 9}

per temperature alla sinistra

per temperature più basse non raggiunte dalla YSZ

intervallo in cui rimangono conduttori prevalentemente ionici

da dopo B+ZrO₂

va bene anche in ambiente moderatamente riducente

Altri droganti

T in aria se la performance immane

Sc, Ge performance simile al limite

Ti⁴⁺ performance una polimerica

In orizzontale Ge_b bene in tutto

Go fuori a prezzo basso (proprietà)

in presenza di cicli a temperature atmosferiche scariche si esaurisce

2 C + V_O = O_Ox + 2h

Sito A:

• Le terre rare (La, Pr, Sm, Gd, Y)
• Sc³⁺ alcalino terrosi (Ca, Ba) e ioni monovalenti (Li)

Sito B:

• Ge, circolante Ni ²⁺ , Nb, Ta e ioni trivalenti (Al, In, Ga)
• V_d: metalli di transizione (V, Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Cr_b)

attenzione no tracce coppie identiche

USG> x più leggere, y compresse più ottenuta per conduzione

2 c piccole che mandare di molecola e strutture se permanenti in alte quantità

K⁺ elasticità e modifica sovra struttura perché tenuta a moduli

Act non cedere a modificazionie temperatura una volta che complicati cambio di se aggiunta in alte quantità

Co_en migliora la conduzione

In dieta all'ossigeno viene tenuto l'anodo privato di elettroni

O^x = Vo^. + 1/2 O₂(g) + 2 e^-

Conducibilità elettronica:

Conducibilità protonica:

a basse temperature il materiale ha conducibilità protonica

• 2 H₂ = H₂
• H₂O + Vo^. = O^x + 2 H⁺

Il protono può per aree interstiziali (sempre piccoli) attaccarsi all'ossigeno creando legame mobile

reazione su fuoco: O₂(g) + Vo^. = Ol^. + OH!

La mobilità dell'O² dipende fortemente dalla quantità di idrogeno e acqua presente

Droggi:

• K buon conducibile
• La diminuisce la quantità di vacante di ossigeno aumentando la quantità di ossigeno non ordinato
• Lisce crescente di creano assone di nato con molto ossigeno

Comunicati elettron aggiung su del 3% mento del Ni

₃₀ vol, migliore

Percolazione

₄ NiO depositato sull'YSZ origine una struttura

₃ più alto

crede con grande possibile (piccoli numerosi).

La moda con YSZ entro in contatto con le Mi ai grande rilucente la precolazione

resistenza minima quando il rapporto le dimensioni di YSZ e NiO ~10^-2/10⁺¹

aspetto morfologico

Vari acioni dimensionate il NiO e Ni è una carica

forma la conulis perche la conductibilita elettrica.

Se eYSZ e < 50 % ci interessa induce una variazione di volume tale da non circolare più il combustibile.

Te tempo per diminuire la performance aumentando l'energia di hitrattura

le particelle troppo una ( una conductibile di minore )

per eviture queli problemi tipo: ₁ incrociando le particelle di Ni all'YSZ

((si prose per anche _parte Ni coelefon))

₁ alto contentuto di nicke (₁ refradr

₂ alto perormance

t di calcare inserire ₃ non deve essere troppo pratere, a

Di comprime nonande sotto

Dimensione dei cavi aumente con la quantità di YSZ emphasized

remely per pro po

e creto _anni irattraverso un YSZ e ne chain enol i

sono: riducibili che si il max o troppo

expression ottonie sono chee chimici che conduttività ella si ni o hoja nel contenio

consiglio - buono per max conduttività 25/30%

calcalato

electronicimento

con / su pionem ciclo pro pomore andmanbinge conic pie

cresce con dro

che comprende con manchemperfo :-

elect dimetromoce

vapore densitivm

« ceramica.

poros.