Show simple item record

dc.contributor.advisorLust, Enn, juhendaja
dc.contributor.authorVestli, Mihkel
dc.contributor.otherTartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond.et
dc.date.accessioned2016-07-07T09:05:40Z
dc.date.available2016-07-07T09:05:40Z
dc.date.issued2016-07-07
dc.identifier.isbn978-9949-77-199-8
dc.identifier.isbn978-9949-77-200-1 (pdf)
dc.identifier.issn1406-0299
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10062/52399
dc.descriptionVäitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.et
dc.description.abstractJätkuvalt kasvava maailma energianõudluse tõttu on vajalik märkimisväärne üleminek efektiivsemale energiamuundamisele koos suuremahulise energia salvestamisega. Antud valdkonnas toimub hetkel paljude uute tehnoloogiate arendus. Tahkeoksiidse kütuseelemendi eeliseks on efektiivne elektri- ja soojusenergia tootmine erinevatest kütustest nagu metaan, prügila- ja sünteesgaas. Kuna mainitud seadme töötemperatuur on küllaltki kõrge (800-1000 ºC), on selle tehnoloogia täiemahuline kommertsialiseerimine viibinud lühikese eluea ja kõrge maksumuse tõttu. Üheks strateegiaks tahkeoksiidse kütuseelemendi tasuvuse tõstmiseks on selle töötemperatuuri alandamine kesktemperatuursesse vahemikku (600-800 °C). Paraku ei ole klassikalise tsirkooniumoksiidil põhineva elektrolüüdi ioonjuhtivus alandatud temperatuuridel piisav. Lisaks on probleemne kõrge keemiline reaktiivsus tsirkooniumoksiidse elektrolüüdi ja mõningate haruldaste muldmetallide kobaltiidkatoodide vahel mõõdukatel temperatuuridel. Dopeeritud tseeriumoksiidset vahekihti on kasutatud mainitud komponentide vahel keemilise barjäärkihina, kuigi on esinenud teatud katioonide difusiooni. Tseeriumoksiidil ja baariumtseraadil põhinevat elektrolüüti on välja pakutud alternatiivina tsirkooniumoksiidile. Paraku ilmneb oksiidioonjuht tseeriumoksiidil soovimatu elektronjuhtivus redutseerivas keskkonnas ja prootonjuhtkeraamilistel baariumtseraatidel ilmnevad stabiilsusprobleemid CO2 keskkonnas. Antud töös uuriti odava ultraheli-pihustuspürolüüsi meetodiga sadestatud kaitsekihtide omadusi mainitud probleemide valguses. Leiti, et terbiumkatioonid kaasdopandina väikeses kontsentratsioonis alandavad tseeriumoksiidi soovimatut elektronjuhtivust redutseerivates tingimustes. Optimaalselt kuumtöödeldud tseeriumoksiidne ja tsirkonaatne kaitsekiht toimisid tõhusalt vastavalt katioonide difusiooni alandamisel ning baariumtseraatse elektrolüüdi CO2 taluvuse tõstmisel.et
dc.description.abstractContinuously increasing world energy consumption requires a considerable shift in power generation towards more efficient energy conversion and large-scale energy storage methods. A variety of technologies are being developed at the moment. Solid oxide fuel cells have the advantage to generate electricity and heat with high efficiency from the fuels already available like methane, landfill gas and synthetic gas. As the operating temperatures of SOFC are quite high (800-1000 ºC), problems related to lifetime and material cost have inhibited their full-scale commercialization. One strategy to make the solid oxide cells more economical is to lower their operating temperature to the intermediate range (600-800 ºC). However, ionic conductivity of the classical zirconia-based electrolyte is not sufficient at intermediate temperatures. Additionally, some cathode materials like rare-earth cobaltites have high reactivity with the zirconia electrolyte. Ceria interlayer applied between the zirconia electrolyte and rare-earth cobaltite cathodes has been proved to be an efficient chemical barrier layer, although cation mobility has been observed. Ceria- and barium cerate-based electrolytes have been proposed as the attractive alternative electrolyte materials for zirconia. However, ceria in reducing fuel atmosphere exhibits the undesirable electronic conductivity and perovskite barium cerates have the stability issues in CO2 environment. In this work different protective layers were deposited using the low-cost ultrasonic spray pyrolysis method and their properties were analyzed in the light of the issues mentioned above. It was found that terbium as a co-dopant in low concentrations suppressed the electronic conductivity of ceria in reducing conditions. The ceria and barium zirconate protective layers with optimum thermal treatment were effective in suppressing the undesirable cation diffusion and enhancing the CO2 tolerance of barium cerate electrolyte, respectively.en
dc.language.isoenen
dc.relation.ispartofseriesDissertationes chimicae Universitatis Tartuensis;158
dc.subjectkütuseelemendidet
dc.subjectkaitsekihidet
dc.subjectsadestusmeetodidet
dc.subjectelektrolüüdidet
dc.subjectpürolüüset
dc.subjectfuel cellsen
dc.subjectprotective coatingsen
dc.subjectprecipitation methodsen
dc.subjectelectrolytesen
dc.subjectpyrolysisen
dc.subject.otherdissertatsioonidet
dc.subject.otherETDen
dc.subject.otherdissertationsen
dc.subject.otherväitekirjadet
dc.titleUltrasonic spray pyrolysis deposited electrolyte layers for intermediate temperature solid oxide fuel cellsen
dc.title.alternativeUltraheli-pihustuspürolüüsi meetodiga sadestatud elektrolüüdikihid kesktemperatuursele tahkeoksiidsele kütuseelemendileet
dc.typeThesisen


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record