Browsing by Author "Radecka, Marta Anna"

Now showing 1 - 3 of 3

Access status: Metadata only ,
Domieszkowany ditlenek ceru jako elektrolit dla ogniw paliwowych typu SOFC
(Data obrony: 2009) Zając, Wojciech
Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Rare earth oxides doped cerium dioxide is a promising electrolyte material for Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) working in $600 – 800^{\circ}C$ temperature range, especially when compared with doped $ZrO_{2}$ - currently used electrolyte material. The aim of this work was to find the best chemical composition and synthesis procedure of solid electrolytes for Solid Oxide Fuel Cells. The thesis is focused on $CeO_{2}$ doped with $Y_{2}O_{3}, Nd_{2}O_{3}, Sm_{2}O_{3}, Gd_{2}O_{3}$ oraz $Dy_{2}O_{3}$. The effects of amount and type of a dopant on structural and transport properties have been evaluated as well as reducibility, thermal expansion and chemical stability of electrolyte material in contact with anode and cathode materials. It has been determined if complex compositions of dopants have synergetic or additive effect on transport properties. Moreover, the influence of addition of small amount of transition metal oxides ($Cr_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}, NiO$ and $CuO$ into ceria-based electrolytes on sinterability, structural and transport properties was appraised. Selected electrolyte materials were used for construction of a fuel cell assembly. Crucial parameters of the cell: open circuit voltage, voltage - current and power - current characteristics, polarization losses and their dependence on temperature were measured. The obtained results confirmed applicability of the prepared materials as electrolytes for Solid Oxide Fuel Cells working in $600 – 800^{\circ}C$ temperature range. Especially material with composition of $Ce_{0,85}Gd_{0,15}O_{1,925}$ modified by the addition of $0,5\% mol. NiO$ seems to be promising for application.
Access status: Restricted ,
Fotoelektrochemiczne właściwości $TiO_{2}$ o modyfikowanej podsieci anionowej
(Data obrony: 2010) Trenczek-Zając, Anita
Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Titanium dioxide with modified anion sublattice is a promising electrode material for Photoelectrochemical Cells (PEC) in which the solar energy to chemical energy conversion occurs. The methods of $TiO_{2}$ modification include incorporation of the nonstoichiometry in polycrystalline titanium dioxide $-TiO_{2-x}$, doping with nitrogen stoichiometric and nonstoichiometric of titanium dioxide (the magnetron sputtering process) – $TiO_{2}N$, as well as doping with oxygen of titanium nitride ¬– $TiN:O$. The effect of anion sublattice modification of thin films and polycrystalline titanium dioxide on chemical composition and structural, microstructural, optical, electrical and photoelectrochemical properties have been evaluated. The magnetron sputtering method with the optical plasma control allows to obtain thin films with the composition range $Ti-O-N$. Titanium nitride oxidation in air leads to crystallization of nitrogen-doped titanium dioxide $TiO_{2-x}N_{x}$. Depending on x parameter nonstoichiometric $TiO_{2-x}$ crystallize either in rutile or in the mixture of Magneli's phases. Photoelectrochemical measurements revealed that the best parameters of the PEC cell can be obtained for rutile phase with controlled nonstoichiometry x and nitrogen. The range of $TiN-TiO$ solid solutions formation has been proposed and ternary phase diagram of $Ti-O-N$ has been completed.
Access status: Restricted ,
Planowane!
Modyfikowane materiały na bazie $TiO_{2}$ : otrzymywanie i zastosowanie do fotoelektrolizy wody
(Data obrony: 2006) Gorzkowska-Sobaś, Agnieszka
Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Celem pracy było określenie wpływu warunków otrzymywania i modyfikacji metalami szlachetnymi cienkowarstwowych anod na bazie $TiO_{2}$ na ich właściwości foroelektrochemiczne, istotne dla zastosowania w procesie fotoelektrolizy wody. Fotoelektroliza wody, czyli rozkład fotokatalityczny wody na wodów i tlen może być prowadzony w ogniwie fotoelektrochemicznym. Energia niezbędna do tego procesu dostarczana jest poprzez naświetlenie elektrod półprzewodnikowych, pełniących rolę katody i/lub anody. Ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne potencjalnym kandydatem na materiał fotoanodowy w fotoelektrolizie wody jest ditlenek tytanu $TiO_{2}$. Jednakże związek ten, z powodu dużej wartości energetycznej przerwy wzbronionej wykazuje absorpcję swiatła w zakresie UV, co sprawia, że proces fotokonwersji energii słonecznej w ogniwie PEC z fotoanodą z czystego $TiO_{2}$ jest mało efektywny. W związku z tym prowadzone są prace, mające na celu zwiększenie procesu fotokonwersji m.in. poprzez modyfikację materiału fotoelektrody. W części eksperymentalnej pracy wykonano serie elektrod cienkowarstwowych na bazie $TiO_{2}$ modyfikowanych metalicznym srebrem i złotem. Modyfikacja za pomocą metali szlachetnych, nanoszonych na powierzchnię $TiO_{2}$ w postaci nieciągłych cienkich warstw lub też wprowadzana do objętości $TiO_{2}$ ma na celu zwiększenie procesu fotokonwersji światła słonecznego poprzez m.in. zwiększenie absorpcji promieniowania świetlnego w zakresie widzialnym oraz poprawienie szybkości wymiany ładunku na granicy faz elektroda-roztwór. Ponadto, elektrody w postaci cienkich warstw charakteryzują się wysokim rozwinięciem powierzchni w stosunku do objętości, co wydatnie zminiejsza ilość zużytego materiału. Zastosowanie technik reaktywnego rozpylania katodowego w układzie rf i dc magnetron pozwoliło na ścisłe zadawanie i kontrolowanie warunków procesu nanoszenia. Istotnym punktem było znalezienie optymalnych dla zastosowań fotoanodowych warunków procesu otrzymywania cienkich warstw $TiO_{2}$ zawartości tlenu w mieszaninie gazowej, temperatury podłoża oraz grubości cienkich warstw. Zbadano także wpływ metali szlachetnych, obecnych na powierzchni warstwy jak i w jej objętości, na wybrane właściwości fizykochemiczne cienkowarstwowych fotoanod na bazie $TiO_{2}$. Przeprowadzone badania obejmowały badania składu chemicznego i fazowego, struktury i mikrostruktury otrzymanych materiałów, właściwości optycznych i fotoelektrochemicznych. Wykorzystano szereg technik badawczych, m. in. spektroskopię fotoelektronów XPS, spektroskopię jonów wstecznie rozproszonych RBS, dyfraktometrię GID i refleksometrię GIXR, spektrometrię optyczną, mikroskopię sił atomowych AFM i skaningową mikroskopię elektronową SEM. Wykonano także pomiary charakterystyk prądowo-napięciowych oraz spektralnej zależności fotoprądu w ogniwie fotoelektrochemicznym z fotoanodą na bazie $TiO_{2}$. Przedstawione wyniki świadczą o istnieniu korelacji pomiędzy właściwościami strukturalnymi a fotoelektrochemicznymi badanych materiałów.