März 2019Die Sauerstoffproduktion ist für die Stahl- und chemische Industrie von größter Wichtigkeit. Heutzutage wird es in großem Umfang unter Verwendung kryogener Destillationsverfahren durchgeführt, die volumen- und energieintensiv sein müssen, um rentabel zu sein. Eine durchschnittliche Sauerstoffproduktionsanlage produziert 4000 bis 10000 Tonnen/Tag mit 200 kWh /Tonne. Die Einführung von Oxidleitern hat den Weg für sauerstoffdurchlässige keramische Materialien für energieeffizientere Prozesse geebnet. Die Grundanforderungen sind hohe elektronische und ionische Leitfähigkeiten, thermische und chemische Stabilität. Für die H4erstellung dieser Materialien werden typischerweise hohe Mengen an Edelmetallen wie Pd oder Pt (bis zu 50% V / V) verwendet, um die erforderliche elektronische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Dies macht die Anwendung im großen Maßstab wirtschaftlich nicht rentabel. Eine mögliche Lösung könnte darin bestehen, die Menge des elektronenleitenden Materials durch Herstellung nanostrukturierter Kompositmaterialien zu minimieren. Es wurden mehrere nanostrukturierte poröse YSZ-Dünnfilme hergestellt, die homogen mit 12 nm Pt unter Verwendung der Atomlagenabscheidung beschichtet wurden. Um den Grenzflächenbeitrag zur Defektkonzentration und den katalytischen Effekt der Gegenwart von Pt auf die Sauerstoff-Redoxreaktionen zu bewerten, wurde eine Reihe von mehrschichtigen YSZ-Pt-YSZ-Proben hergestellt. Die so hergestellten Materialien wurden strukturell unter Verwendung von Röntgenbeugung mit streifendem Einfall (GIXRD) und Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (TOF-SIMS) charakterisiert. Die polykristallinen Strukturen von Pt und YSZ wurden ebenso bestätigt wie die erwartete Nanostruktur. Elektrochemische Impedanzspektroskopie-Messungen (EIS) werden durchgeführt, um die strukturellen und morphologischen Eigenschaften der Materialien mit dem Ionentransport zu korrelieren und insbesondere den Einfluss der Grenzflächen auf die Transporteigenschaften aufzuklären. (Bild eingereicht von Michele Bastianello.)https://www.uni-giessen.de/de/fbz/fb08/Inst/physchem/janek/gallerypom/GdB2019/BdM0319/viewhttps://www.uni-giessen.de/@@site-logo/logo.png
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März 2019
Die Sauerstoffproduktion ist für die Stahl- und chemische Industrie von größter Wichtigkeit. Heutzutage wird es in großem Umfang unter Verwendung kryogener Destillationsverfahren durchgeführt, die volumen- und energieintensiv sein müssen, um rentabel zu sein. Eine durchschnittliche Sauerstoffproduktionsanlage produziert 4000 bis 10000 Tonnen/Tag mit 200 kWh /Tonne. Die Einführung von Oxidleitern hat den Weg für sauerstoffdurchlässige keramische Materialien für energieeffizientere Prozesse geebnet. Die Grundanforderungen sind hohe elektronische und ionische Leitfähigkeiten, thermische und chemische Stabilität. Für die H4erstellung dieser Materialien werden typischerweise hohe Mengen an Edelmetallen wie Pd oder Pt (bis zu 50% V / V) verwendet, um die erforderliche elektronische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Dies macht die Anwendung im großen Maßstab wirtschaftlich nicht rentabel. Eine mögliche Lösung könnte darin bestehen, die Menge des elektronenleitenden Materials durch Herstellung nanostrukturierter Kompositmaterialien zu minimieren. Es wurden mehrere nanostrukturierte poröse YSZ-Dünnfilme hergestellt, die homogen mit 12 nm Pt unter Verwendung der Atomlagenabscheidung beschichtet wurden. Um den Grenzflächenbeitrag zur Defektkonzentration und den katalytischen Effekt der Gegenwart von Pt auf die Sauerstoff-Redoxreaktionen zu bewerten, wurde eine Reihe von mehrschichtigen YSZ-Pt-YSZ-Proben hergestellt. Die so hergestellten Materialien wurden strukturell unter Verwendung von Röntgenbeugung mit streifendem Einfall (GIXRD) und Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (TOF-SIMS) charakterisiert. Die polykristallinen Strukturen von Pt und YSZ wurden ebenso bestätigt wie die erwartete Nanostruktur. Elektrochemische Impedanzspektroskopie-Messungen (EIS) werden durchgeführt, um die strukturellen und morphologischen Eigenschaften der Materialien mit dem Ionentransport zu korrelieren und insbesondere den Einfluss der Grenzflächen auf die Transporteigenschaften aufzuklären. (Bild eingereicht von Michele Bastianello.)
