April

Bild des Monats April 2017

Hier finden Sie wechselnde Einblicke in die Arbeiten der am LaMa beteiligten Arbeitsgruppen. Eine Sammlung aller bisher erschienenen Bilder finden sie in der Galerie der Bilder des Monats.

Gesamtleitfähigkeit und ionische Überführungszahl von [Ce,Pr]O₂-Einkristallen

Aufgrund seiner gemischten ionischen und elektronischen Leitfähigkeit spielt Cerdioxid in vielen elektrochemischen Anwendungen wie zum Beispiel als Elektrodenmaterial für Brennstoffzellen, als Sauerstoffmembran oder als Gassensor sowie auch innerhalb der Katalyse eine bedeutende Rolle. Durch die Substitution mit Praseodym lässt sich der Bereich gemischter Leitfähigkeit zu höheren Sauerstoffpartialdrücken verschieben, wodurch das Material auch für Anwendungen unter Standardbedingungen interessant wird. Die Erhöhung der elektronischen Leitfähigkeit durch die Substitution mit Praseodym ist deutlich in der Sauerstoffpartialdruckabhängigkeit der Gesamtleitfähigkeit des [Ce,Pr]O₂-Einkristalls zu erkennen, welche mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie bestimmt wurde. Während CeO₂ im hohen Partialdruckbereich ein ionisches Plateau aufgrund der dominierenden Sauerstoffionenleitfähigkeit zeigt (intrinsischer Bereich), findet sich für die [Ce,Pr]O₂-Einkristalle ein ausgeprägtes Leitfähigkeitsmaximum, welches durch Elektronen verursacht wird, die zwischen den verschiedenen Praseodym-Ionen im kationischen Gitter hüpfen (small polaron hopping). Die Messung der Überführungszahl der Sauerstoff-Ionen bestätigt den elektronischen Charakter des vorliegenden Transportmechanismus.

Dieses Bild wurde eingereicht von Kathrin Michel, AG Janek.