Кинетика электродных процессов и транспортные свойства в системе (H2+H2O+Ar),Me/BaCe1-xNdxO3-a/Me,(H2+H2O+Ar) Банных, Алексей Витальевич

brief description

Банных, Алексей Витальевич.
Кинетика электродных процессов и транспортные свойства в системе (H2+H2O+Ar),Me/BaCe1-xNdxO3-a/Me,(H2+H2O+Ar) : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.05. - Екатеринбург, 2004. - 216 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат химических наук Банных, Алексей Витальевич
Список обозначений
Введение
1. J1 итературн ый обзор
1.1 Структура твёрдых электролитов на основе ВаСеОз
1.2 Взаимодействие ВаСеОз с газовой атмосферой
1.3 Электропроводность электролитов на основе ВаСеОз
1.3.1 Влияние температуры на электропроводность BaCe^RxOj.Q
1.3.2 Влияние парциального давления кислорода на электропроводность и 17 ионный перенос в BaCej.xRxOj^
1.3.3 Влияние влажности на электропроводность BaCe,xRx03-«
1.3.4 Влияние природы и концентрации допирующей добавки на 20 электропроводность BaCe^xRxOj^,
1.4 Свойства границы раздела газ/электрод/ BaCe1.xRxO3.Q
1.5 Химическая устойчивость твёрдых электролитов на основе 27 BaCe,.xRx03^
1.6 Практическое применение твёрдых электролитов на основе ВаСеОз
1.7 Обоснование и постановка задачи работы
2. Экспериментальные методики
2.1 Технология получения и аттестация керамики BaCei.„Rx03-a
2.2 Технология приготовления электродов
2.3 Методика расчёта парциальных давлений кислорода, водорода и воды в 49 газовых смесях водород, вода и аргон
2.4 Измерение чисел переноса протонов и ионов кислорода в BaCe,xRx03.a
2.4.1 Измерение чисел переноса протонов и ионов кислорода при 51 пропускании тока
2.4.2 Измерение чисел переноса протонов и ионов кислорода методом
Э.Д.С.
2.5 Измерение электропроводности электролита
2.6 Метод импедансной спектроскопии для изучения характеристик газовых 61 электродов
2.7 Методика поляризационных измерений
2.8 Оценка величины ошибок измерений
Результаты эксперимента и их обсуждение
3. Определение чисел переноса протонов и ионов кислорода в системе Me,
Нг+НгОуВаСе^^.Оз.,,
3.1 Определение чисел переноса прогонов и ионов кислорода в системе 73 (H2+H20),Ni /BaCe,xRx03a/Ni, (H2+H20)
3.2 Определение чисел переноса протонов и ионов кислорода в системе 76 (H2+H20), Au/BaCe,.xRx03.u/Au, (Н2+Н20)
3.3 Определение чисел переноса протонов и ионов кислорода в системе 78 (H2+H20), Ag/BaCe,.xRx03^/Ag, (Н2+Н20)
3.4 Определение чисел переноса протонов и ионов кислорода в системе 80 (H2+H20), Pt/BaCe,.xRx03^/Pt, (Н2+Н20)
3.5 Сравнение электрохимической активности различных электродов
3.6 О влиянии электрохимической активности электродов па значение чисел 83 переноса кислорода и протонов в электрохимических системах с BaCe0i9Nd01O3a
4. Электропроводность твердого электролита ВаСе0 9Nd0,03„
4.1 Температурная зависимость общей и парциальных ионных 100 электропроводностей в BaCe09Nd0,0^
4.2 Зависимость электропроводности BaCe09Nd0lO3^, от состава газовой 102 среды в водородсодержащей атмосфере
4.3 Старение твёрдого электролита BaCe09Nd0,03а
5. Термодинамика электродных равновесий в системе (Н2+Н2О), 127 Me/ ВаСе 0 9 Nd 0,1 Оз-а
6. Свойства границы раздела (Нг+НгО+Аг), Ag/ ВаСе0 9Nd
6.1 Электрохимическое поведение Ag электрода в контакте с 131 BaCe09Nd0 jO^ при равновесном потенциале
6.1.1 Спектры импеданса и их анализ
6.1.2 Температурные зависимости поляризационного сопротивления 133 постоянному току и парциальных поляризационных сопротивлений
6.1.3 Влияние состава газовой смеси Н2+Н2О+АГ на поведение 134 серебряного электрода
6.2 Электрохимическое поведение серебряного электрода в контакте с 137 ВаСе0 9Nd0л03а при отклонении от равновесного потенциала
6.2.1 Температурные зависимости скоростей анодного и катодного 137 процессов
6.2.2 Зависимости скоростей анодного и катодного процессов от состава 137 газовой смеси Н2+Н2О+АГ
6.2.3 Результаты обработки поляризационных кривых по уравнению 139 концентрационной поляризации
6.2.4 Результаты обработки поляризационных кривых по уравнению разряда - ионизации
6.2.5. Обсуждение данных эксперимента и результатов обработки
7. Свойства границы раздела РЦНг+НгО+Аг)/ ВаСе0 9Nd
7.1 Электрохимическое поведение платинового электрода в контакте с 159 BaCe0 9Nd0,03^ при равновесном потенциале
7.1.1 Годографы импеданса и их анализ
7.1.2 Температурные зависимости поляризационного сопротивления 160 постоянному току и парциальных поляризационных сопротивлений
7.1.3 Влияние состава газовой смеси Нг+НгО+Аг на поведение 162 платинового электрода
7.1.4 Влияние состава твёрдого электролита на электрохимические 169 свойства системы (Нг+НгО+Аг), Pt/BaCe,.xNdx03^x
7.2 Электрохимическое поведение платинового электрода в контакте с 170 ВаСе0 9Nd0,03^ при отклонении от равновесного потенциала
7.2.1 Вид поляризационных кривых и их зависимость от состава газовой 170 смеси Нг+НгО+Аг
7.2.2 Обработка поляризационных кривых по уравнению теории разряда - 171 ионизации
7.2.3 Зависимость сопротивления электролита от перенапряжения на 173 электроде
7.2.4 Вид годографов импеданса электрода при отклонении от 176 равновесного потенциала
7.2.5 Обсуждение вероятных маршрутов реакции (1) и (2) в 177 электрохимической системе Pt,(H2+H2O+Ar)/BaCc09Nd0,03.а
Выводы по диссертации
Список обозначений
ВТПЭ высокотемпературные твёрдые протонные электролиты кислородная вакансия h* электронная дырка
Oq регулярный узел кислорода в кристаллической решётке
OHq протон, локализованный на кислороде в кристаллической решётке трёхвалентный катион на месте церия в кристаллической решётке о; электропроводность i-й частицы tj число переноса i-й частицы
Uj подвижность i-й частицы
Еа энергия активации
Э степень заполнения поверхности
PMj ,P|10,P0j парциальное давление водорода, воды и кислорода
Е электродвижущаяла (э.д)
Ео э.д кородной концентрационной ячейки
Ец э.д пароводяной концентрационной ячейки г^н2'^и20'гг парциальные потоки водорода, воды и аргона
Rn,on поляризационное сопротивление (проводимость)
Z импеданс электрохимической ячейки
AG изменение энергии Гиббса
ДН изменение энтальпии реакции
AS изменение энтропии реакции
Ф Потенциал электродной реакции разряда водорода
I Ij/Olio а). Потенциал электродной реакции разложения (выделения) воды
О /I» jO
Vcp скачок внутреннего потенциала tj перенапряжение на электроде удельная электропроводность химический потенциал i-й частицы Ji поток i-й частицы