Katmanlı seramik 233 santigrat derecede oksit iyonlarını iletti
Hakemli malzeme araştırması, katmanlı bir oksibromürde 233 santigrat derecede yüksek tane içi oksit iyonu iletkenliği ölçtü. Yapısal ölçümler ve hesaplamalar, malzemedeki fazla oksijene karşın iyonların ağırlıkla boş kristal konumlarından ilerlediğini gösterdi. Taneler arasındaki direnç toplam iletkenliği düşürdü. Bu sınır, daha düşük sıcaklıkta çalışan yakıt hücrelerinin elektrolitleri açısından önem taşıyor.
Bilim··Öğle
Daha düşük sıcaklıkta yüksek iletkenlik ölçüldü
Katmanlı bir seramikte, 233 santigrat derecede tane içi oksit iyonu iletkenliği santimetre başına 0,01 siemense ulaştı. Nature Communications’da yayımlanan hakemli çalışma, bizmut içeren katmanlarla brom katmanlarını birleştiren Sillén yapılı oksibromürleri inceledi. Sonuç, malzemenin taneleri içindeki iletkenliği ölçüyor. Bulgular, elektroliti elektrotlar arasında iyon taşıyan katı oksit yakıt hücrelerinin daha düşük sıcaklıkta çalışmasına yönelik bir malzeme yolu sunuyor. Tane sınırları ise örneğin toplam iletkenliğini düşürdü.[1], [2]
Fazla oksijenle birlikte boş konumlar da bulunuyor
Nötron kırınımı, ek oksijen konumlarının yanında normal oksijen konumlarında boşluklar da buldu. Atom ölçekli hesaplamalar ve moleküler dinamik benzetimleri, uzun mesafeli taşınmada iyonların ağırlıkla bu boş konumlar arasında atladığını gösterdi. Arayerdeki fazla iyonların komşularını itmesi daha az görülen yoldu. Elektriksel ölçümler, oksijen derişim hücreleri ve izotop izleme deneyleri de iletimin ağırlıkla oksit iyonlarıyla gerçekleştiğini destekledi. Nemli ve kuru koşulların karşılaştırması proton iletiminin baskın olmadığını gösterdi.[1]
Tane sınırları toplam taşınmayı sınırlıyor
Malzeme, yükseltgen, indirgen ve karbondioksit içeren ortamlardaki deneylerde kararlılığını korudu. Ortam değişirken belirgin kimyasal genleşme saptanmadı. 300 santigrat derecede geniş bir oksijen kısmi basıncı aralığında elektriksel kararlılık gözlendi. Buna karşın tane sınırı direnci toplam iletkenliği tane içi değerin altında tuttu. Bu sonuç, tane büyütme ve yoğunlaştırma çalışmalarına gereksinim olduğunu ortaya koydu. Ayrı bir tek hücre deneyinde elektrik üretimi sınandı; uzun süreli çalışma ve diğer bileşenlerle uyum ayrı değerlendirmeler gerektiriyor.[1]
