Mechanosynthesis of nanopowders of the proton-conducting electrolyte material Ba(Zr, Y)O3−δ

Antunes, I.; Brandão, Ana D.; Figueiredo, Filipe M.; Frade, J.R.; Grácio, J.; Fagg, Duncan P.

doi:10.1016/j.jssc.2009.05.027

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“…Mechanosynthesis was carried out in a planetary ball mill, (Retsch PM200), in air, at 650 rpm, using tetragonal zirconia vials (Retsch) and balls with diameters of 5 and 10 mm (Tosoh Co.). Further information on this technique can be found in references [20,21]. The ball to powder ratio was fixed at 10:1.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Modeling of electrical conductivity in the proton conductor Ba0.85K0.15ZrO3−δ

Sherafat

Paydar

Antunes

et al. 2015

Electrochimica Acta

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A B S T R A C TThe electrical conductivity of Ba 0.85 K 0.15 ZrO 3Àd (BKZ) has been studied as a function of both oxygen and water vapor partial pressure in the temperature range of 550-700 C, to determine the partial conductivities of protons, holes, and oxygen vacancies from the defect model. It is shown that p-type conduction is dominant in dry oxidative atmospheres, while in wet oxidative atmospheres, a conduction transition from proton to hole conduction is found with increasing temperature. On the contrary, in wet nitrogen atmosphere, proton conduction is dominant over the whole temperature range. The calculated activation energies for oxide-ion, electron-hole and proton conduction are 0.86, 1.36 and 0.59 eV, respectively. The standard solution enthalpy for water dissolution is À90 kJ/mol, which is lower in absolute terms than that typically reported for doped barium cerates but very close to that reported for BaZr 0.85 Y 0.15 O 3Àd .

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Modeling of electrical conductivity in the proton conductor Ba0.85K0.15ZrO3−δ

Sherafat

Paydar

Antunes

et al. 2015

Electrochimica Acta

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“…The BaZr 0.85 Y 0.15 O 3-δ powder was pre-prepared by mechanosynthesis, as described in the literature [29]. Ni(OCOCH 3 ) 2 .4H 2 O (Aldrich, 99% pure) and 30% H 2 O 2 (Riedelde Haen, 30% by weight) were used for the combustion reaction to disperse the nickel phase in the pre-made BZY to form the cermet material.…”

Section: Synthesis Of Ni-bzy Cermet and Formation Of Electrochemical mentioning

confidence: 99%

In-situ redox cycling behaviour of Ni–BaZr0.85Y0.15O3−δ cermet anodes for Protonic Ceramic Fuel Cells

Nasani¹,

Willinger²,

Yaremchenko³

et al. 2014

International Journal of Hydrogen Energy

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Abstract:The current work investigates the redox behaviour of peak performing NiBaZr 0.85 Y 0.15 O 3- (Ni-BZY) cermet anodes for protonic ceramic fuel cells (PCFCs) by electrochemical impedance measurements, scanning electron microscopy (SEM) and Xray diffraction (XRD). Peak performing PCFC cermet anodes are documented to require much lower porosity levels than those needed in oxide-ion conducting counterparts. The polarisation behaviour of these optimised PCFC anodes is shown to be drastically impaired by redox cycling, with depletions in performance that correspond to around 80% of the original resistance values noted after the first redox cycle. The ohmic resistance (Rohmic) is also shown to be increased due to delamination at the electrode/electrolyte interface, as confirmed by postmortem microstructural analysis. Insitu measurements by environmental scanning microscopy (ESEM) reveal that degradation proceeds due to volume expansion of the nickel phase during the reoxidation stage of redox cycling. The present study reveals degradation to be very fast for peak performing Ni-BZY cermets of low porosity. Hence, methods to improve redox stability can be considered to be essential before such anodes can be implemented in practical devices.

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Section: 3unclassified

Section: Introductionunclassified

“…Ainda em tempo, e apesar de sua importância tecnológica, o BaZrO 3 nanoestruturado possui um número muito limitado de trabalhos publicados que se referem à sua síntese e caracterização. [12][13][14][15] Os zirconatos têm aplicações importantes como eletrocerâmicos, em sensores e como substrato para supercondutores.16 O BaZrO 3 apresenta boa resistência mecânica, baixo coeficiente de expansão térmica e importância considerável no campo da cerâmica eletrônica, o que o torna um bom candidato a substrato e/ou para o desenvolvimento de aplicações em altas temperaturas.17 Além disso, o BaZrO 3 possui grande estabilidade físico-química em altas temperaturas (sua temperatura de fusão é de 2600 ºC), sendo portanto um material promissor para a fabricação de cadinhos e/ou substratos inertes. Todavia, para isso, é necessário um processo de síntese simples, de baixo custo e facilmente escalonável para a produção de uma grande quantidade de pó de alta qualidade com composição e propriedades bem controladas, qualidades que não são possíveis de serem obtidas com qualquer técnica de síntese.…”

unclassified

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Síntese e caracterização de CaZrO3 e BaZrO3 nanoestruturados

Ibiapino¹,

Figueiredo²,

Lascalea³

et al. 2013

Quím. Nova

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Recebido em 26/4/12; aceito em 17/12/12, publicado na web em 28/3/13 SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NANOSTRUCTURED CaZrO 3 AND BaZrO 3 . In this work, nanostructured samples of barium zirconate (BaZrO 3 ) and calcium zirconate (CaZrO 3 ) were synthesized by the gel-combustion method, using glycine as fuel. The ceramic powders were calcined at 550 °C for 2 h and subsequently heat treated at 1350 °C for 10 min (fast-firing). The X-ray diffraction technique was employed to identify and characterize the crystalline phases present in the synthesized powders, using the Rietveld method. Monophasic nanostructured samples of BaZrO 3 and CaZrO 3 presenting average crystallite sizes of around 8.5 and 10.3 nm, respectively, were found after fast-firing.Keywords: nanostructured materials; Rietveld method; gel-combustion method. INTRODUÇÃOA nanociência e a nanotecnologia figuram como áreas das mais atraentes e promissoras para o desenvolvimento científico e tecnoló-gico do século XXI. Na literatura científica são encontrados diversos termos a elas relacionados, dentre os quais se destacam nanopartícu-las, nanocristais, nanofios, nanofitas, nanotubos e nanocompósitos. 1Todos estes termos estão relacionados, de uma maneira ou de outra, com termos mais gerais que muitas vezes se confundem, como os de nanomateriais e materiais nanoestruturados, definidos como sendo quaisquer materiais que possuam pelo menos uma dimensão da ordem de 1-100 nanômetros e como materiais policristalinos com tamanho de grão da ordem de 1-100 nanômetros. 2,3Verificou-se que, quando as partículas ou cristalitos que formam um determinado material se apresentam na escala nanométrica, ou seja, no caso de materiais nanoestruturados, estes muitas vezes exibem propriedades diferentes daquelas apresentadas pelos seus respectivos similares cristalinos convencionais. Pode-se encontrar na literatura vários exemplos de como, por exemplo, propriedades magnéticas, ópticas, elétricas, térmicas e químicas podem ser afetadas pelas dimensões do material.3 O principal motivo para que esses materiais potencializem o aparecimento de propriedades físicas e químicas diferenciadas está justamente no fato dos materiais nanoestruturados apresentarem tamanho de grão tão reduzido que uma fração importante de seus átomos está localizada nos contornos de grão (ou na superfície das partículas), enquanto os materiais bulk possuem a maior parte dos átomos localizados no interior dos grãos, ou seja, em seu volume. Outra diferença é o elevado grau de desordem e defeitos (bordas de grão, defeitos pontuais, deslocações, etc.) muitas vezes apresentado pelos materiais nanoestruturados, de modo que a distância entre defeitos vizinhos é da mesma ordem de grandeza das distâncias interatômicas. Esses fatos fazem com que os materiais nanoestruturados venham despertando imenso interesse, tanto com relação aos processos de síntese quanto ao controle de suas propriedades mais variadas.O dióxido de zircônio, também conhecido como zircônia (ZrO 2 ), e as ligas a base de zircônio estão atualmente ent...

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Mechanosynthesis of nanopowders of the proton-conducting electrolyte material Ba(Zr, Y)O3−δ

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Modeling of electrical conductivity in the proton conductor Ba0.85K0.15ZrO3−δ

Modeling of electrical conductivity in the proton conductor Ba0.85K0.15ZrO3−δ

In-situ redox cycling behaviour of Ni–BaZr0.85Y0.15O3−δ cermet anodes for Protonic Ceramic Fuel Cells

Síntese e caracterização de CaZrO3 e BaZrO3 nanoestruturados

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