Thermodynamik der Wasserstoffabsorption in BaZr_0.85 Y_0.15O_2.925/H₂O

Dünne Schichten des Protonenleiters BaZr_0.85 Y_0.15O_2.925/H₂O (BZY15) wurden durch mehrfache Tauchbeschichtung mit einer mittleren Dicke von 900 nm hergestellt. Weiterhin wurden mikrokristalline und Nano-Pulver, mit Teilchengrößen zwischen 8 nm und 20 nm, präpariert.
Film- und mikrokristalline Proben wurden mit Wasserstoff, durch dissoziative Wasserdampfabsorption unter definierten Bedingungen, beladen. Die absoluten Wasserstoffkonzentrationen wurden mit der kernphysikalischen ¹⁵N Ionenstrahltechnik bestimmt. Mit einem Zweizustandsmodell, basierend auf Fermi-Dirak-Statistik, wurden die thermodynamischen Daten der Wasserdampfabsorption bestimmt [1].
Durch impedanzspektroskopische Messungen an gepressten und gesinterten mikrokristallinen Pulvern konnte die Bulkleitfähigkeit ermittelt werden. Aus der Kombination der Leitfähigkeit, den absoluten Protonenkonzentrationen und den protonischen Transportzahlen, bestimmt in Konzentrationszellenexperimenten, konnte der Leitfähigkeits-Diffusionskoeffizient des Bulkmaterials berechnet werden.
Weitere impedanzspektroskopische Messungen wurden an größenkontrolliert hergestellten Nano-Pulvern durchgeführt, um den Einfluss der Kristallgröße auf die protonische Leitfähigkeit zu ermitteln [2].

Literatur:

[1] B. Groß, J. Engeldinger, D. Grambole, F. Herrmann und R. Hempelmann,
Phys. Chem. Chem. Phys. 2 (2000) 297-301
[2] Ch. Beck, W. Härtl und R. Hempelmann,
J. Mater. Res. 13 (1998) 3174