view in publisher's site

Oxygen ion conductivity in ceria-based electrolytes co-doped with samarium and gadolinium

Highlights•Thorough, systematic study of eleven Gd- and Sm-doped ceria electrolytes•Co-doping Gd and Sm improved conductivity over singly-doped parent compositions.•Total dopant concentration of 0.175 and Sm/Gd ratio of 50/50 was best.•Conductivity values favourably comparable with the state-of-the-art•Kinetic parameters and capacitance values give insights into conduction process.AbstractIn a systematic study, two compositional series of ceria-based oxides, both co-doped with Sm and Gd, were synthesised using a low temperature method and evaluated as oxygen ion-conducting electrolytes for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells (IT-SOFCs). Series one, Ce1-2xSmxGdxO2-x, had equal concentrations of Sm and Gd but varying total dopant concentration. Series two, Ce0.825SmxGd0.175-xO1.9125, had a fixed total dopant concentration but the Sm:Gd concentration ratio was varied. The materials were characterised using scanning and transmission electron microscopy, inductively coupled plasma mass spectrometry and X-ray diffraction. Impedance spectra were recorded on dense pellets of these materials. From these, total, bulk and grain boundary conductivities and capacitances along with activation energies, pre-exponential constants and enthalpies of ion migration and defect association were obtained. These gave a detailed insight into the fundamental conduction processes in the materials. Ce0.825Sm0.0875Gd0.0875O1.9125 had the highest total ionic conductivity at temperatures of 550 °C and above and also demonstrated an enhanced conductivity with respect to its singly-doped parent compounds, Ce0.825Sm0.175O1.9125 and Ce0.825Gd0.175O1.9125, at 400 °C and above. This compares favourably with previously-reported values and has promising implications for the development of IT-SOFCs.Graphical abstractDownload : Download high-res image (132KB)Download : Download full-size image

رسانایی یون اکسیژن در الکترولیت ceria - based - با samarium و gadolinium تولید شد.

نکات برجسته، یک مطالعه سیستماتیک از یازده Gd - و Sm - doped electrolytes، Gd Co - دوپینگ مثبت و Sm، نسبت به ترکیبات والد تغلیظ شده، رسانایی را بهبود بخشید. غلظت کل dopant of و نسبت Sm / Gd نسبت به ۵۰ / ۵۰ بهتر بود. مقادیر Conductivity قابل‌مقایسه با پارامترها و مقادیر ظرفیت خازنی به عنوان یک مطالعه سیستماتیک، دو ترکیب ترکیبی از اکسیده‌ای مبتنی بر ceria، دو ترکیب ترکیبی از اکسیده‌ای based و Gd، با استفاده از روش دما پایین سنتز شدند و به عنوان الکترولیت oxygen برای دمای میانی پیل سوختی اکسید جامد (IT - sofcs)مورد ارزیابی قرار گرفتند. سری دوم، Ce۱ - ۲ xSmxGdxO۲ - x، غلظت‌های برابر of و Gd را داشت، اما غلظت کل dopant متغیر بود. سری دوم، Ce۰. ۸۲۵ SmxGd۰ ۱۷۵ - xO۱ ۹۱۲۵، غلظت ثابتی برابر با غلظت Sm داشت اما نسبت غلظت Gd متغیر بود. مواد با استفاده از میکروسکوپ الکترونی اسکن و میکروسکوپ الکترونی، طیف‌سنجی جرمی پلاسما و پراش اشعه ایکس شناسایی شدند. طیف‌های امپدانس بر روی تکه‌های متراکم این مواد ثبت شدند. از این رو، کلی، حجم کلی و ظرفیت‌های خازنی و ظرفیت‌های خازنی به همراه انرژی‌های فعال، ثابت‌های پیش از نمایی و enthalpies مربوط به مهاجرت یونی و پیوند نقص به دست آمده‌اند. این موارد بینش دقیقی در فرآیندهای انتقال بنیادی مواد به دست دادند. Ce۰. ۸۲۵ Sm۰ ۰۸۷۵ Gd۰. ۰۸۷۵ O۱. ۹۱۲۵ بالاترین رسانایی یونی در دماهای ۵۵۰ درجه سانتی گراد و بالا را داشت و همچنین رسانایی بالا را با توجه به ترکیبات والد تغلیظ شده خود، Ce۰ نشان داد. ۸۲۵ Sm۰ ۱۷۵ O۱. ۹۱۲۵ و Ce۰. ۸۲۵ Gd۰ ۱۷۵ O۱. ۹۱۲۵، در دمای ۴۰۰ ° C و بالا. این با مقادیر گزارش‌شده قبلی مطابقت خوبی دارد و دارای پیامدهایی برای توسعه of hical abstractDownload می‌باشد: تصویر کلی بارگیری (۱۳۲ کیلوبایت)بارگیری: تصویر با اندازه کامل دانلود کنید.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
  • مقاله General Chemistry
  • ترجمه مقاله General Chemistry
  • مقاله شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله شیمی عمومی
  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.