Dezember 2010

Cerdioxid (CeO2) ist bei hohen Temperaturen ein gemischter elektrischer Leiter, wobei ionische und elektronische Leitfähigkeit nebeneinander vorliegen. Der ionische Ladungstransport findet über positiv geladene Sauerstoffleerstellen statt. Der elektronische Ladungstransport wird durch Elektronen gewährleistet, die polaronischen Charakter besitzen. Die Abbildung zeigt ein typisches Impedanzspektrum von Cerdioxid-Einkristallen, gemessen an Luft. Das Ersatzschaltbild entspricht einem parallelen RC-Glied, wobei R dem Widerstand des Volumentransports und C der geometrischen Kapazität der Probe zugeordnet werden können. Mit steigender Temperatur werden die Halbkreise kleiner, der Widerstand nimmt ab. Der Ladungstransport ist mit einer Aktivierungsenergie behaftet und zeigt daher eine exponentielle Abhängigkeit von der Temperatur. Cerdioxid-basierte Materialien finden Anwendung in der heterogenen Katalyse, der Sensorik und in SOFCs. Bild eingereicht von J.-P. Eufinger