ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

ผลของแคทไอออนที่มีต่อ LaFe0.8Co0.2O3-x และ LSGM สำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : ผลของแคทไอออนที่มีต่อ LaFe0.8Co0.2O3-x และ LSGM สำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง
นักวิจัย : สุทิน คูหาเรืองรอง
คำค้น : CeO2 , Impedance measurement , SOFC electrolyte , การวัดค่าอิมพีแดนซ์ , ซีเรียมออกไซด์ , อิเล็กโทรไลต์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2548
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RSA4480009 , http://research.trf.or.th/node/1609
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

งานวิจัยนี้มุ่งที่จะลดอุณหภูมิใช้งานของสารอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง ส่วนผสมที่ถูกเลือกใช้เป็นตัวหลักของโครงงานวิจัยนี้ คือ La1-xSrxGa1-yMgyO3-? (LSGM), La1-xSrxCo1-yFeyO3-? (LSCF) และ CeO2 โดยทำการเลือกสารเติมที่มีประจุที่ต่ำกว่าและมีขนาดที่ใกล้เคียงกับแคทไอออนที่จะถูกแทนที่ ปริมาณของสารเติมถูกปรับเปลี่ยนและทำการตรวจสอบเฟสโดยใช้วิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ ตรวจสอบจุลโครงสร้างเพื่อดูขนาดของอนุภาคโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกวาด ตรวจสอบค่าการนำไฟฟ้าด้วยวิธี dc 4-points และ ac impedance โดยวัดที่อุณหภูมิต่าง ๆ กัน สำหรับการตรวจสอบ ac impedance ทำการเก็บข้อมูลที่ความถี่ต่าง ๆ กัน และในสภาวะต่าง ๆ กัน เช่น ในอากาศปกติ ในออกซิเจน และในคาร์บอนมอนอกไซด์ นอกจากนี้ CeO2 ที่ถูกเติมด้วยสารบางตัวถูกตรวจสอบความเสถีนรโดยดูจากค่า impedance ที่เปลี่ยนไปหลังจากถูกเผาแช่ที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 90 ชั่วโมงในบรรยากาศออกซิเจน ผลการทดสอบปรากฏว่าสาร LSGM ที่เตรียมขึ้นไม่เสถียรและยากที่จะเตรียมขึ้นให้ได้เหมือนเดิม จากการตรวจสอบด้วยวิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์มักพบเฟสอื่นหลังทำการเผาแคลไซน์ ในบางครั้งจึงจำเป็นต้องเผาซ้ำที่อุณหภูมิสูงกว่าเดิม สำหรับ LSCF หลังเผาแคลไซน์และเผาผนึกพบเพียงเฟสของ LSCF เพียงเฟสเดียว แต่ในระหว่างการเผาผนึกพบสีน้ำเงินของโคบอลท์ปรากฏอยู่บนแผ่นรองเผาและสีน้ำเงินบนแผ่นรองเผาจะเข้มมากขึ้นถ้าสาร LSCF มีส่วนผสมของปริมาณโคบอลท์เพิ่มขึ้น สำหรับ CeO2 พบว่าสารเติมสามารถถูกผสมได้ถึง 30 โมลเปอร์เซนต์ใน CeO2 โดยที่ยังคงได้เฟสเดียว และเมื่อปริมาณของสารเติมเพิ่มขึ้นจะช่วยลดค่าอิมพีแดนซ์ของ CeO2 สำหรับการโตของอนุภาคของ CeO2 ขึ้นกับชนิดของสารเติม สำหรับงานวิจัยนี้ได้เลือกสาร rare-earth เป็นสารเติมแต่งและจากผลทดลองพบว่า Sm ให้ผลในการลดค่าอิมพีแดนซ์ได้ดีที่สุด รองลงมาคือ Gd, Dy, Er และ Y เรียงลงมาตามลำดับ สำหรับผลของบรรยากาศที่มีต่อค่าอิมพีแดนซ์พบว่าถ้าทำการตรวจสอบในบรรยากาศออกซิเจนค่าความแตกต่างระหว่างอิมพีแดนซ์ที่พบใน bulk กับที่พบที่ขอบเกรน (grain boundary) จะมีค่าความต่างน้อยลงเมื่อเทียบกับในบรรยากาศปกติ ในตัวอย่างของ CeO2 ที่มีสารเติมแต่งบางตัวที่ถูกนำไปเผาแช่ที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 90 ชั่วโมงในบรรยากาศออกซิเจน พบว่าค่าอิมพีแดนซ์เปลี่ยนไปจากเดิม The objective of this project is to reduce the operating temperature of SOFC electrolyte. The selected base materials are La1-xSrxGa1-yMgyO3-? (LSGM), La1-xSrxCo1-yFeyO3-? (LSCF) and CeO2. The choice of cation dopants is based on the lower charge and comparable size as compared to the substituted cation. The phase detected by XRD and the microstructure revealed by SEM determine the phase present and grain size with varying amount of dopants. The electrical conductivities, dc 4-points and ac impedance measurements are examined as a function of temperature. In addition, ac impedance measurements are investigated as a function of frequency in different atmospheres, i.e. air, oxygen and carbon monoxide. The stability after operating for 90 hrs. at 700 oC of some doped ceria is studied to observe a change of impedance. The results show that LSGM is unstable and difficult to reproduce. The second phase detected by XRD is found in calcined LSGM powder. Recalcination at higher temperature is required to remove the other phase. In contrast, the single phase of LSCF can be obtained after calcination and sintering. However, the diffusion of Co from the materials to the substrate cannot be controlled during sintering. Also, the strong blue color on the substrate is found from the composition with higher amount of Co. The results of rare-earth cations doped into CeO2 indicate that only single phase of ceria can be existed within 30 mol% dopant. An increasing amount of dopant reduces the impedance of ceria although the growth of grain depends upon the type of dopants. The most effective dopants determined from their influence on the lowest impedance are found in the following order; Sm > Gd > Dy > Er > Y. The effect of atmosphere on the impedance of ceria shows that oxygen can reduce the difference between bulk and grain boundary impedances as compared to the measurement in air. Moreover, the impedance of doped ceria can be altered after operating at 700 oC for 90 hrs in oxygen.

บรรณานุกรม :
สุทิน คูหาเรืองรอง . (2548). ผลของแคทไอออนที่มีต่อ LaFe0.8Co0.2O3-x และ LSGM สำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สุทิน คูหาเรืองรอง . 2548. "ผลของแคทไอออนที่มีต่อ LaFe0.8Co0.2O3-x และ LSGM สำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สุทิน คูหาเรืองรอง . "ผลของแคทไอออนที่มีต่อ LaFe0.8Co0.2O3-x และ LSGM สำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2548. Print.
สุทิน คูหาเรืองรอง . ผลของแคทไอออนที่มีต่อ LaFe0.8Co0.2O3-x และ LSGM สำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2548.