Aktualności

Doktorantka Wydziału Energetyki i Paliw mgr inż. Anna Olszewska, w ramach projektu badawczego realizowanego w programie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego „Diamentowy Grant”, opublikowała pracę w prestiżowym czasopiśmie „Journal of Materials Chemistry A”. Promotorem doktorantki jest dr hab. inż. Konrad Świerczek, Prodziekan Wydziału ds. Nauki.

Wydawany przez brytyjskie wydawnictwo Royal Society of Chemistry „Journal of Materials Chemistry A” posiada współczynnik Impact Factor IF = 8,867. Publikowane w nim artykuły obejmują m.in. szeroko rozumianą tematykę dotyczącą wytwarzania funkcjonalnych materiałów, ich właściwości oraz możliwości aplikacyjnych w technologiach związanych z magazynowaniem oraz przetwarzaniem energii.

Opublikowana praca doktorantki dotyczy nowej generacji materiałów katodowych dla wysokotemperaturowych ogniw SOFC i nosi tytuł „Novel ReBaCo1.5Mn0.5O5+δ (Re: La, Pr, Nd, Sm, Gd and Y) perovskite oxide: influence of manganese doping on crystal structure, oxygen nonstoichiometry, thermal expansion, transport properties, and application as cathode materials in Solid Oxide Fuel Cells”.

Tematem pracy doktorskiej mgr inż. Anny Olszewskiej jest poszukiwanie i badanie nowych grup materiałów tlenkowych do zastosowania w wytwarzaniu elektrod dla wysokotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych (ang. Solid Oxide Fuel Cell – SOFC).

Streszczenie pracy

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki systematycznych badań fizykochemicznych przeprowadzonych dla nowej, podstawianej manganem grupy materiałów ReBaCo_1,5Mn_0,5O_5+δ (Re: wybrane pierwiastki ziem rzadkich) o strukturze perowskitu podwójnego. Porównanie z bardzo dobrze przebadanymi, wyjściowymi związkami ReBaCo₂O_5+δ, pozwoliło określić wpływ wprowadzonego manganu na strukturę krystaliczną w temperaturze pokojowej oraz jej zmiany w wysokich temperaturach, zmianę zawartości tlenu, stabilność termiczną, całkowite przewodnictwo elektryczne, a także rozszerzalność termiczną i chemiczną. Obecność jonów Mn nie wpływa na tendencję do uporządkowania kationów znajdujących się w podsieci A, jednocześnie prowadząc do zwiększenia objętości komórki elementarnej omawianych związków oraz wzrostu zawartości tlenu. Obniżona rozszerzalność termiczna wraz z wysokimi wartościami przewodnictwa elektrycznego i odpowiednią stabilnością termiczną sprawiają, że związki zawierające większe kationy Re³⁺ są atrakcyjne z punktu widzenia zastosowania jako materiały katodowe w stałotlenkowych ogniwach paliwowych SOFC. Pomiary kompatybilności chemicznej wykazały wystarczającą stabilność rozważanych perowskitów w stosunku do stałego elektrolitu Ce_0,8Gd_0,2O_2-δ, przy jednoczesnej nieoczekiwanej, podwyższonej reaktywność względem La_0,8Sr_0,2Ga_0,8Mg_0,2O_3-δ oraz La_0,4Ce_0,6O_3-δ. Ponadto, testy elektrochemiczne ogniw symetrycznych wykazały silną zależność polaryzacji elektrodowej od temperatury syntezy oraz spiekania. Dla wybranej i zoptymalizowanej warstwy NdBaCo_1,5Mn_0,5O_5+δ, zastosowanej w symetrycznym ogniwie z warstwą buforową CGO, polaryzacja katodowa wynosi 0,043 Ω cm² w temperaturze 900 ° C. Skonstruowane pełne ogniwo zasilane nawilżonym wodorem oraz zawierające katodę bazującą na NdBaCo_1,5Mn_0,5O_5+δ, dostarcza maksymalną gęstość mocy przekraczającą 1,3 W cm^-2 w 850 °C.

Link do publikacji

Dostęp do publikacji jest możliwy także poprzez zasoby Biblioteki AGH, po odpowiednim zalogowaniu.