Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 61, Issue: 2, 2009
  • pp: 92-96

download: article (PL)

Selected physico-chemical properties of Sm1-xSrxCo0.2Fe0.8O3-δ perovskites

Abstract (EN)

In this paper, the results of structural, transport and thermal expansion coefficient measurements of the perovskite type Sm1-xSrxCo0,2Fe0,8O3-δ materials are presented. These compounds are considered as possible cathode materials for the Solid Oxide Fuel Cells. Substitution of Sm3+ ions by Sr2+ is beneficial to the transport properties of these materials, leading to higher electrical conductivity, an appearance of oxygen vacancies at high temperatures, which makes ionic transport possible. It is also advantageous in terms of structural properties. A decrease of distortion of the crystal lattice allows 3d metals and oxygen orbitals to overlap more effectively. Simultaneously, higher values of the thermal expansion coefficient are observed, especially at the high temperatures. This effect, which may be associated with the higher deviation from oxygen stoichiometry, is disadvantageous in terms of a possible application of these materials. For the compound with a large degree of substitution (x = 0,8), deterioration of the transport properties is observed.

Keywords (EN): Electrical conductivity, Thermal expansion, Electrical properties, Perovskites, Fuel cells

Wybrane właściwości fizykochemiczne perowskitów serii Sm1-xSrxCo0,2Fe0,8O3-δ

Świerczek K., Pelic B., Molenda J.

Abstract (PL)

W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę właściwości strukturalnych, transportowych oraz wyniki pomiarów współczynnika rozszerzalności temperaturowej dla serii materiałów o strukturze perowskitu Sm1-xSrxCo0,2Fe0,8O3-δ, które są potencjalnymi materiałami katodowymi dla wysokotemperaturowych ogniw tlenkowych SOFC. Podstawienie trójwartościowych jonów samaru dwuwartościowymi jonami strontu jest korzystne z punktu widzenia zarówno właściwości transportowych (zwiększenie wartości przewodnictwa elektrycznego, pojawienie się w strukturze wakancji tlenowych w wysokich temperaturach, co warunkuje możliwość transportu jonowego) jak i strukturalnych (zmniejszanie się dystorsji obecnej w strukturze krystalicznej, a więc bardziej efektywne przykrywanie orbitali metal 3d - tlen). Równocześnie obserwuje się zwiększenie wartości współczynnika rozszerzalności temperaturowej, w szczególności w wysokich temperaturach, co jest zjawiskiem niekorzystnym z punktu widzenia potencjalnego zastosowania tych materiałów. Efekt ten należy wiązać z obecną w tym zakresie temperatur dużą niestechiometrią tlenową. W przypadku znacznego stopnia podstawienia (x = 0,8) obserwuje się pogorszenie właściwości transportowych materiału.

Keywords (PL): przewodność elektryczna, rozszerzalność cieplna, właściwości elektryczne, perowskity,komórki paliwowe

return…