Verfahren zur Herstellung texturierter asymmetrischer Keramik mit hohem Sauerstofffluss und hoher Stabilität gegen Kohlendioxid
// Chemie // Elektrochemie // Energie- und Energiespeichertechnik // Energietechnik // Material- und Werkstofftechnik // Oberflächentechnologien // Synthesen und Verfahrenstechnik
Ref-Nr: 17344
Einleitung / Abstract
Die erfindungsgemäße Technologie betrifft eine sauerstoffdurchlässige, jedoch kohlenstoffdioxidbeständige, keramische Mischleitermembran und deren Herstellung.
Abb. 1: Nd2NiO4+δ Partikel können in einem Magnetfeld (< 1 T) ausgerichtet werden. Eine auf diese Weise hergestellte texturierte asymmetrische Membran zeigte einen fünfmal höheren O2-Fluss als eine herkömmliche Membran. Das Material zeigte auch eine ausgezeichnete CO2-Stabilität, was durch einen O2-Fluss von 1,4 mL min −1 cm−2 für 120 Stunden bei 950 °C unter reinem CO2-Sweep hervorgehoben wird.
Hintergrund
Festoxidbrennstoffzellen sind Hochtemperatur-Brennstoffzellen und verwenden Elektrolyte aus fester Oxidkeramik. Der feste Elektrolyt wird als dünne Membran gestaltet, um Sauerstoffionen energiearm transportieren zu können. Etwa bei BSCF-Keramiken wirkt sich die Anwesenheit von Kohlenstoffdioxid stark negativ auf die Sauerstoffpermeabilität aus.
Lösung
Die erfindungsgemäße Technologie bezieht sich auf eine Oxidkeramik, die Nd2NiO4+δ (NNO) aufweist, wobei diese Keramik aus einem porösen Träger und einer dichten dünnen Schicht besteht. Insbesondere die Körner der dünnen Schicht werden mittels eines Herstellungsschritts in einem Magnetfeld ausgerichtet, um die Sauerstoffpermeation deutlich zu erhöhen und das Niveau von BSCF-Keramiken zu erreichen bzw. sogar zu übertreffen.Vorteile
NNO weist ausgezeichnete chemische Stabilität gegen Kohlenstoffdioxid auf
Hohe chemische und thermische Stabilität bei hohen Temperaturen (etwa 750 °C bis 950 °C)
Anwendungsbereiche
Anwendungen bieten sich etwa als Elektrolyt in Festoxidbrennstoffzellen, in der katalytischen Industrie bzw. als katalytischer Membranreaktor.Sie können dieses Fenster schließen. Ihre Suchergebnisse finden Sie in dem vorherigen Fenster
