حسن شیرانی فرادنبه - محقق، بخش مهندسی مواد، دانشگاه شیراز
سارا پایدار - دانشجوی پسادکترا، بخش مهندسی مواد، دانشگاه شیراز
محمدحسین پایدار - استاد، بخش مهندسی مواد، دانشگاه شیراز

پیل سوختی اکسید جامد وسیله ای است که انرژی شیمیایی را به طور مستقیم و بدون هیچ گونه آلودگی زیست محیطی به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. به منظور کاهش استهلاک پیلهای سوختی اکسید جامد، کاهش دمای کارکرد این نوع از پیلها بسیار مورد توجه است. به منظور کاهش دمای کارکرد، انتخاب مواد کاتدی که دارای رسانایی الکتریکی قابل قبولی باشند، بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش ترکیبات کاتدی با فرمول شیمیایی (Nd۰.۹La۰.۱)۲-xSrx Ni۰.۷۵Cu۰.۲۵O۴-d (x=۰.۲,۰.۴) جهت استفاده به عنوان کاتد در پیل های سوختی اکسید جامد معرفی شده است. این ترکیبات از ترکیبات اولیه اکسیدی و به روش واکنش در حالت جامد سنتز شدند. پودر ترکیبات سنتز شده با استفاده از پرس تک محوره شکل دهی و در محدوده دمایی ۱۱۰۰-۱۳۰۰ درجه سانتیگراد پخت داده شدند. در این تحقیق تاثیر دمای پخت بر ریزساختار کاتد و همچنین رسانایی الکتریکی به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و تست چهار پروب مورد بررسی قرار گرفت. تست هدایت سنجی الکتریکی در اتمسفر هوا و در محدوده دمایی ۳۰۰-۸۰۰ درجه سانتیگراد انجام شد. در این پژوهش، به منظور اطمینان از خالص بودن ترکیبات کاتد، آنالیز پراش اشعه پرتو ایکس صورت پذیرفت. نتایج حاصل از آنالیز پراش اشعه پرتو ایکس نشان داد که برای ترکیبات (Nd۰.۹La۰.۱)۱.۸Sr۰.۲Ni۰.۷۵Cu۰.۲۵O۴-d (NLSNC۲) و (Nd۰.۹La۰.۱) ۱.۶Sr۰.۴Ni۰.۷۵Cu۰.۲۵O۴-d (NLSNC۴) با انجام دو مرحله عملیات کلسیناسیون در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۰ ساعت، ساختار کریستالی مورد نظر بدون حضور فاز ناخالصی به طور کامل ایجاد میشود. بر اساس نتایج حاصل از آزمون رسانایی الکتریکی، بیشترین رسانایی الکتریکی برای ترکیب NLSNC۴ به میزان ۱۳۵/۵۶ S.cm-۱در دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد حاصل شد. همچنین بیشینه رسانایی الکتریکی برای ترکیب NLSNC۲ به میزان ۱۲۲/۲۴ S.cm-۱ در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد تعیین شد.

پیل سوختی اکسید جامد، رسانایی الکتریکی، کاتد.