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| Conference Presentation (After Call) | FZJ-2014-01798 |
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2014
Abstract: SrTi1-xFexO3 als Werkstoff für keramische Membranen zur SauerstoffbereitstellungFalk Schulze-Küppers, Paul Prigorodov, Yoo Jung Sohn, Stefan Baumann, Wilhelm A. MeulenbergForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1), D-52425 JülichKeramische mischleitende Membranen (MIEC) haben ein enormes Potenzial zur großtechnischen Bereitstellung von Sauerstoff bei Temperaturen von ca. 800 °C. Die bisher höchsten Sauerstoffflüsse zeigen Perowskite, die in der Regel über eine hohe Ionen- als auch Elektronenleitfähigkeit verfügen. Neben der Anwendung im Oxyfuel-Prozess können diese Membranen zur partiellen Oxidation von Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden. Speziell bei letzterer Anwendung unterliegt die Membran Bedingungen, die eine hohe chemische Stabilität des Werkstoffs gegen Gaskomponenten und reduzierende Atmosphären erfordert.SrTiO3 besitzt auf Grund seiner idealen Perowskitstruktur eine hohe Stabilität, jedoch nur geringe Leitfähigkeiten unter reduzierenden Bedingungen. Die Idee besteht nun darin die Stabilität von SrTiO3 zu nutzen und durch Substitution von Ti-Ionen durch niedervalentere Fe-Ionen die ionische und elektronische Leitfähigkeit zu erhöhen.Für diese Materialien werden die Synthese und Probenherstellung beschrieben. Charakteristische Materialeigenschaften, wie z.B. das Sinter- und Ausdehnungsverhalten, Sauerstofffluss, sowie die Stabilitätsgrenzen vorgestellt und die daraus resultierenden Herausforderungen für die Entwicklung von Membranen aufgezeigt.
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