سنتز و مشخصه یابی الکتریکی ترکیب (Nd۰.۹La۰.۱)۲ Ni۰.۷۵Cu۰.۲۵ به عنوان کاتد جهت استفاده در پیل های سوختی اکسید جامد

در پیلهای سوختی اکسید جامد کاهش دمای عملکرد بسیار مورد توجه است، اما در اغلب موارد کاهش دما منجر به افزایش مقاومت اجزاء پیل مخصوصا در کاتد میگردد. با توجه به این موضوع تولید مواد کاتدی با رسانایی الکتریکی بالا در دمای نسبتا پایین همواره مورد توجه بوده است. در این پژوهش ترکیب (Nd۰.۹La۰.۱)۲ Ni۰.۷۵Cu۰.۲۵ با ساختار کریستالی رادلسدن-پاپر برای اولین بار به روش واکنش در حالت جامد سنتز و جهت استفاده به عنوان کاتد در پیل های سوختی اکسید جامد بر پایه الکترولیت های هادی پروتون، خصوصیات آن مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا تاثیر ریزساختار و دمای پخت بر میزان رسانایی الکتریکی قطعات کاتدی نیز مورد بررسی قرار گرفت. قطعات کاتدی خام توسط پرس تک محوری با فشار اعمالی ۲۰۰MPa تولید و در محدوده دمایی ۱۰۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد پخت داده شدند. در این تحقیق از آنالیز اشعه ایکس جهت تعیین ساختار کریستالی و از روش ارشمیدس جهت تعیین دانسیته قطعات پخت داده شده استفاده شد. از آنالیزSEM نیز جهت بررسی ریز ساختار نمونه های پخت داده شده در دماهای مختلف استفاده شد. هدایت الکتریکی نمونه ها در محدوده دمایی ۳۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد در اتمسفر محیط به روش هدایت سنجی چهار پروبی تعیین شد. نتیجه این تحقیق حاکی از آن بود که ساختار کریستالی مورد نظر با دو بار انجام عملیات کلسینه در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۱۰ ساعت به طور کامل ایجاد می شود. دانسیته نمونه ها متناسب با دمای پخت در محدوده ۹۰ تا ۹۹ درصد دانسیته تئوری تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان داد که هدایت الکتریکی نمونه ها با کاهش دمای پخت و در نتیجه کاهش دانسیته، کاهش می یابد. در این رابطه ماکزیمم رسانایی در دمای ۵۰۰ درجه سانتی گراد برای نمونه ای که در دمای ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد پخت داده شده بود، معادل ۱۱۴/۳۶ S/cm تعیین شد.