مدل سازي هدايت يوني الكتروليت هاي جامد در دماهاي متوسط

Mathematical Modeling of Solid Oxide Electrolyte Ionic Conductivity at Intermediate Temperature

اهميت و كاربرد روز افزون الكتروليت هاي جامد نيمه رسانا ( در ساخت سنسور هاي گازي و پيل هاي سوختي و ...) باعث بوجود آمدن نسل جديدي از اين الكتروليت ها كه داراي دماي عملكرد پايين تري 800 O C مي باشند شده است . در اين مقاله يكي از اين الكتروليتها LSGM مدل سازي شده و مورد بررسي قرار گرفته است . تاثير ميزان Sr بر تغيير ساختار شبكه اي و همچنين ميزان هدايت يوني الكتروليت، بررسي شده است . نتايج بدست آمده بيانگر اين موضوع مي باشند كه بيشترين تعداد نقل و انتقالات يونهاي اكسيژن در يك ساختار شبكه اي همسانگرد در فواصلي كه داراي تقارن كمتري مي باشند رخ مي دهد . تجمع يونهاي ناخالصي تزريقي در مرز دانه ها باعث كاهش انتشار يونهاي اكسيژن گرديده كه نشان دهنده وابستگي اين پارامتر به ناحيه مرز دانه ها مي باشد . ميزان هدايت يوني محاسبه شده توسط مدل با نتايج تجربي مقايسه شده است.

Recently, alternative electrolyte ceramic materials, notably for lewer working temperature, below 8000C (ITSOFCs materials) have been proposed.The paper presents our studies for modeling of new electrolyte ceramic materials( La1-xSrxGa0.8Mg0.2O3, or LSGM ). The influence of Sr doping and phase structure development on the ionic conductivity was investigated. Studies of oxide ion diffusion in LSGM showed that anions travel more easily through the isotropic bulk lattice than along the lower symmetry interface. The total displacements of oxide ions showed that when the dopants are concentrated at the grain Boundaries, smaller amount of diffusion occurs, and it is limited to the grain boundary regions. The conductivities estimated from Mathematical Modeling were compared with experimental data