14235

12882

كارشناسي ارشد

ماده چگال تجربي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

[نه]، ۱۵۰ص.: مصور، جدول، نمودار

هادي سلامتي

حميده شاكري پور

مهدي رنجبر، اسماعيل عبدالحسيني

1397/10/19

كتابنامه

فيزيك

فيزيك

ID12882

چکیده پیلهای سوختی اکسید جامد به دلیل بهرهبرداری بالا از سوخت آنها به عنوان یک منبع انرژی جدید برای آینده توجه زیادی را به خود جلب کردهاند دمای کاری پیلهای سوختی اکسید جامد در بازه 2221 228 است که به این پیلها پیلهای سوختی دمای بالا گفته میش ود دمای کاری بالای آنها منجر به تولید گرما میش ود که میتوان از این گرما اس تفاده کرد که این نیز باعف افزایش بازده پیل میش ود با این حال مشکلاتی مانع نعتی شدن آنها شده است که عبارتاند از پایداری در دراز مدت و همینطور هزینههای تولید که هردو ناشی از دمای کاری بالای این پیلها است در مطالعات اخیر به دنبال یافتن مواد جدید برای کاهش دمای عملیاتی به منظور استفاده از پیلهای س وختی اکس ید جامد برای انواع کاربردها هس تند الکترولیت آند و کاتد س ه جز ا لی از پیلهای س وختی هس تند مواد پروسکایتی دارای خواص کاتالیستی و رسانندگی در دمای میانی 228 226 هستند به همین دلیل از این مواد میتوان به عنوان کاتد پیل سوختی اکسید جامد استفاده کرد در این تحقیق از کاتد اکس ید پروس کایتی فریت لانتانیوم آلایش داده ش ده با اس ترانس یوم و منگنز یعنی La2 6Sr2 4Fe2 8Mn2 2O3 استفاده شد زیرا آن هدایت الکترونی و فعالیت کاتالیستی بالایی دارد این ماده به روش سل ژل ساخته شد خواص ساختاری الکتریکی و الکتروش یمیایی آن به وس یلهی پراش اش عهی ایکس میکروس کوپ الکترونی روبش ی تکنیک جریان مس تقیم چهار میلهای و طیف امپدانس مورد بررسی قرار گرفت نتایج پراش اش عهی ایکس حاکی از نمونهای با س اختار پروسکایتی رومبوهدرال است عامل رسانش پرش پلارونهای کوچک شناسایی ش د و انرژی فعالس ازی برای پرش پلارونها مقدار12 2 الکترون ولت بدست آمده است همچنین رسانندگی نمونه در دماهای مختلف و اتمس فر اکس یژن آرگون بررس ی شد با استفاده از تکنیک واهلش الکتریکی و تقریب ضریب انتشار یونی و انرژی فعالسازی آن محاسبه ش د نتایج نش ان داد که ض ریب انتش ار یونی با افزایش دما افزایش مییابد و انرژی فعالسازی آن برابر با 29 2 الکترون ولت تخمین زده شد طیف امپدانس از پیل متقارن در دماهای مختلف به وسیلهی دستگاه امپدانس اندازه گیری شد این آزمایش نشان داد مقاومت ویژهی س طحی با افزایش دما کاهش مییابد با توجه به نتایج حا له میتوان گفت این ماده کاتدی عملکرد مناس بی را در دمای میانی از خود نشان داده است کلمات کلیدی 1 پیل س وختی اکس ید جامد 2 کاتد 3 رس انندگی الکتریکی 4 1 LSFM س ل ژل 6 اکسید پروسکایتی La2 6Sr2 4Fe2 8Mn2 2O3

A study of structural electrical and electrochemical properties of La0 6Sr0 4Fe0 8Mn0 2O3 cathode for intermediate temperature solid oxide fuel cells Fatemeh yadollahi farsani f yadollahi@ph iut ac ir Date of Submission 2018 11 27 Department of physics Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Prof Hadi Salamati salamati@cc iut ac irAdvisor Dr H Shakeripour hshakeri@cc iut ac irAbstract Solid oxide fuel cells have been paid a lot of attention as a new energy source for the next generation dueto their high fuel utilization The operating temperature of solid oxide fuel cells is in the range of 800 1000 which is referred to as high temperature fuel cells for these cells Their high operating temperatures leadto heat generation which can be used with heat which also increases the efficiency of the cell However problems have hindered their industrialization which is long term sustainability as well as production costs both due to the high working temperature of these cells Recent studies have proposed new to reduce operatingtemperatures which open opportunities of Solid oxide fuel cells in variety of application use Electrolyte anode and cathode are the three key components of Solid oxide fuel cell Perovskite type ABO3 materialshave excellent conductivity and catalytic properties at intermediate temperature These materials can be usedas the cathodes of Solid oxide fuel cell In this investigation perovskite oxide cathode Lanthanum ferrite doped with strontium and manganeseLa0 6Sr0 4Fe0 8Mn0 2O3 was used because of its has high electronic conductivity and catalytic property La0 6Sr0 4Fe0 8Mn0 2O3 was synthesized by the sol gel method The structural electrical and electrochemicalproperties of La0 6Sr0 4Fe0 8Mn0 2O3 were tested via X ray diffraction scanning electron microcopy four probe direct current techniques and impedance spectra The X ray pattern shows that sample had aRombohedrah perovskite structure Small polaron hopping was responsible mechanism in conductivity Theactivation energy for carrier formation in La0 6Sr0 4Fe0 8Mn0 2O3 was 0 18 eV Also resisthvity of sample hasbeenmeasured at the different temperature ranges and in presence of Oxygen Argon atmosphere By usingelectrical relaxation technique and some approximations ionic diffusion coefficient and activation energy forionic conductivity has been calculated The results demonstrated that by increasing temperature the value ofDchem is enhanced and activation energy for ionic conductivity was 0 70 eV Impedance spectra ofsymmetrical cell at different temperatures 600 800 measured by the electrochemical station The areaspecific resistance decreas with increase in the measurement temperature According to the results it can besaid that the cathode material has been shown to function at an intermediate temperature Keywords Solid Oxide Fuel Cell Cathode Electrical Conductivity LSFM Sol gel La0 6Sr0 4Fe0 8Mn0 2O3 Oxide perovskite

هادي سلامتي

حميده شاكري پور

مهدي رنجبر، اسماعيل عبدالحسيني