10009

سنتز پروسكايت لانتانيم استرانسيم كبالت فريت به روش هم‌رسوبي براي كاربرد در كاتد الكترولايزرهاي سلول اكسيد جامد

كارشناسي

مواد و متالورژِي

1404

دكتر روح‌الله عشيري

1404/08/17

مواد و متالورژي

Synthesis of Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite Perovskite by Co-precipitation Method for Application in Cathode of Solid Oxide Cell Electrolyzers

افزايش تقاضاي جهاني براي منابع انرژي پاك و تجديدپذير، تحقيقات در مورد فناوري‌هاي توليد هيدروژن، به ويژه آن‌هايي كه مبتني بر فرآيندهاي الكتروليز با راندمان بالا هستند، را تشديد كرده است. در ميان انواع مختلف الكتروليز، سلول‌هاي الكتروليز اكسيد جامد (SOECs) به دليل راندمان بالاي تبديل انرژي، انعطاف‌پذيري سوخت و ادغام بالقوه با منابع حرارتي تجديدپذير، اميدواركننده‌ترين گزينه در نظر گرفته مي‌شوند. با اين حال، توسعه مواد كاتدي كارآمد، پايدار و بادوام همچنان يك چالش بزرگ است كه كاربرد تجاري آن‌ها را محدود مي‌كند. اين پژوهش بر سنتز پروسكايت لانتانيم استرانسيم كبالت فريت (LSCF) به عنوان ماده كاتدي براي SOECها با استفاده از روش هم رسوبي تمركز دارد. اين تحقيق به بررسي اثرات استراتژي‌هاي حل شدن پيش‌سازها و شرايط رسوب‌گذاري بر خلوص فاز، اندازه ذرات، مورفولوژي و رفتار حرارتي پودرهاي سنتز شده مي‌پردازد. تجزيه و تحليل‌هاي مقايسه‌اي روش‌هاي مختلف آماده‌سازي نشان مي‌دهد كه روش هم‌رسوبي امكان تشكيل پودرهاي ريز همگن با استوكيومتري كنترل‌شده و سطح ويژه بالا را در دماهاي كلسيناسيون نسبتاً پايين فراهم مي‌كند. نمونه‌هاي LSCF سنتز شده با استفاده از آناليز حرارتي (DTA-TG)، پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف‌سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) براي ارزيابي تكامل فاز، بلورينگي و ريزساختار مشخص شدند. نتايج تأييد مي‌كند كه روش هم‌رسوبي بهينه‌شده، يك پروسكايت نسبتاً تك‌فاز با نانوساختار يكنواخت توليد مي‌كند كه براي استفاده به عنوان كاتد SOEC با عملكرد بالا مناسب است. به‌طوركلي، اين كار با ايجاد يك مسير سنتز مقرون‌به‌صرفه و قابل كنترل، به پيشرفت مواد مبتني بر LSCF براي الكتروليز اكسيد جامد كمك مي‌كند و از عبور ساده‌تر به سمت توليد هيدروژن تجديدپذير و فناوري‌هاي انرژي پايدار پشتيباني مي‌كند.