سنتز شیمیایی تر و ارزیابی کاتدی نانوذرات پروسکایتی فریت لانتانوم آلایش یافته با کلسیم

مقدمه و اهداف: توسعه کاتدهای پایدار برای پیل های سوختی اکسید جامد با دمای عملکرد میانی چالشی مهم است. پروسکایت فریت لانتانوم آلایش یافته با کلسیم La۱-xCaxFeO۳-δ، به دلیل رسانایی دوگانه و پایداری مناسب و امکان بهبود ویژگی های ساختاری، گزینه ای امیدوارکننده برای کاتدهای پیل سوختی اکسید جامد محسوب می شود. بااین حال، سنتز فاز تک فاز آن معمولا به دما و زمان بالایی نیاز دارد. هدف این پژوهش، سنتز فاز خالص La۱-xCaxFeO۳-δ با استفاده از روش همرسوبی در حداقل دما و زمان ممکن است. مواد و روش ها: پودر کاتدی La۰.۶۵Ca۰.۳۵FeO۳-δ، به روش همرسوبی سنتز و پس از خشک سازی، در دماهای مختلف کلسینه شد. سپس پودر بهینه برای ساخت سلول های متقارن پیل روی الکترولیت زیرکونیای پایدارشده با ایتریا با لایه بافر سریای آلاییده شده با گادولینیوم به کار رفت.یافته ها: نتایج آنالیزحرارتی هم زمان و پراش پرتو ایکس، تشکیل کامل فاز پروسکایتی ارتورومبیک را در دمای حدود ۷۰۰°C نشان داد. طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ نیز حذف کامل گروه های نیترات و شکل گیری پیوندهای فلزی–اکسیژنی را تایید کرد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، ذرات نانومتری با اندازه متوسط ۲۶/۵۷ nm را نشان دادند. ضریب انبساط حرارتی نمونه بهینه ۱۱/۳۳۰۸×۱۰-۶ °C-۱ با الکترولیت های رایج سازگار بود. آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نیز کمترین مقاومت اهمی و پلاریزاسیون را در دمای ۸۰۰°C، به ترتیب ۱/۴۳۹ Ω·cm² و ۰/۲۴۲ Ω·cm² نشان دادند. نتیجه گیری: روش همرسوبی امکان سنتز موفق پودر La۰.۶۵Ca۰.۳۵FeO۳-δ با خلوص فازی بالا، ریزساختار نانومتری و عملکرد الکتروشیمیایی مناسب را در شرایط بهینه فراهم کرد که این ترکیب را به گزینه ای کارآمد و کم هزینه برای تولید پیل سوختی اکسید جامد تبدیل می کند.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی اکسید جامد ، فریت لانتانوم ، آلاییدن با کلسیم ، همرسوبی ، La۰.۶۵Ca۰.۳۵FeO۳-δ