بررسي خواص امپدانس نانو پودر اكسيد بيسموت سنتز شده به روش سل-ژل مورد استفاده در الكتروليت پيل سوختي اكسيد جامد

Impedance characterization of Bismuth oxide nanopowders Via sol-gel method used in electrolyte of solid oxide fuel cell

در اين پژوهش ابتدا نانو ذرات اكسيد بيسموت به روش سل ژل در دما و زمان بهينه سنتز شدند. بطور كلي، اين فرايند در سه مرحله تشكيل سل همگن، تشكيل ژل و خشك شدن آن جهت تشكيل پودر خام و كلسينه كردن پودر در دماهاي 300 و 500 انجام گرفت. ميانگين اندازه ذرات حاصله با كمك دستگاه پراش اسعه ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بررسي شد. اندزه نانو ذرات بدست آنده كمتر از 50nm گزارش شد. همچنين نتايج به دست آمده از تست هاي فوق نشان دهنده توافق خوب اندازه ذرات بدست آمده از هر دو آزمايش است. به منظور بررسي مورفولوژي ذرات از ميكروسكوپ الكتروني روبشي ( SEM ) و از طيف سنجي IR به منظور بررسي پيوندهاي موجود در ذرات تشكيل شده استفاده شد. سپس به منظور بررسي خواص امپدانس از نانو پودر، قرصي تهيه گرديد و تحت تست امپدانس در دماهاي 600 و 500 و 300 سانتيگراد قرار گرفت و نتايج مورد ارزيابي قرار گرفت.

Bismuth oxide nanopowders were prepared by the sol gel method. The overall process involves three steps: formation of homogeneous sol, formation of gel and decomposition of the gel to obtain raw powders. The nanocrystalline materials were obtained after calcinations the powders at 300°C and 500°C which is lower than the sintered temperature of the conventional solid-state method. As-prepared bismuth nanopowders were characterized by x-ray diffraction (XRD), FT-IR and FESEM (scanning electron microscopy analysis).Transmission electron microscope (TEM) investigations revealed that the average particle size is less than 50 nm. The ionic conduction of sintered samples was investigated by AC impedance spectroscopy at 300°C, 500 °C and 600°C.