Nghiên cứu chế tạo vật liệu perovskite định hướng ứng dụng làm điện cực cho pin nhiên liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHI THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PEROVSKITE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO PIN NHIÊN LIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHI THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PEROVSKITE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO PIN NHIÊN LIỆU Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VIỆT TUYÊN Hà Nội - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung tơi trình bày luận văn kết nghiên cứu thân hướng dẫn thầy, cô giáo khoa Vật lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, thầy cô môn Vật lý chất rắn đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Việt Tuyên Nội dung luận văn không trùng lặp với kết nghiên cứu tác giả khác Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Học viên Phi Thị Hương LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Việt Tuyên, PGS.TS Nguyễn Hoàng Nam Cơ giáo Trần Thị Hà định hướng, tận tình giúp đỡ, bảo đưa lời khuyên thẳng thắn, thiết thực để em hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô, anh chị bạn Bộ môn Vật lý Chất rắn Trung tâm Khoa Học Vật liệu – Khoa Vật lý - Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện sở vật chất tốt cho em trình làm thực nghiệm để hoàn thiện luận văn Em xin cảm ơn bạn sinh viên Phạm Thùy Linh - K59-Vật lý quốc tế, Trần Thị Uyên - K60 Sư phạm vật lý Lã Hạnh Nguyên - K60 Vật lý chuẩn Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội cộng giúp đỡ em trình làm luận văn Cuối em xin chúc q thầy, Khoa Vật lý nói chung, Bộ mơn Vật lý Chất rắn nói riêng đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Việt Tuyên dồi sức khỏe, niềm tin để thực sứ mệnh trồng người cao đẹp Các nghiên cứu luận văn được tài trợ Đại học Quốc gia Hà Nội đề tài mã số QG.17 11 Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Học viên thực Phi Thị Hương MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PIN NHIÊN LIỆU OXIT RẮN VÀ VẬT LIỆU PEROVSKITE ỨNG DỤNG LÀM CATOT TRONG PIN NHIÊN LIỆU RẮN 1.1 Sơ lược pin nhiên liệu oxit rắn 1.1.1 Nguyên lý hoạt động SOFC……………………………………………… 1.1.2 Thành phần pin nhiên liệu oxit rắn……………………………………… 11 1.2 Vật liệu perovskite ứng dụng làm catot pin nhiên liệu 20 1.2.1 Một vài tính chất vật lý vật liệu perovskite ứng dụng làm catot………….20 1.2.2 Vật liệu catot LaMnO3……………………………………………….23 1.2.3 Phương pháp chế tạo vật liệu perovskite ứng dụng làm catot pin nhiên liệu……………………………………………………………………………………23 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 30 2.1 Chế tạo vật liệu LaMnO3pha tạp Sr (La1-xSrxMnO3) Ba (La1-xBaxMnO3) 30 2.1.1 Quy trình chế tạo LaMnO3 (LMO)…………………………………………….30 2.1.2 Quy trình chế tạo La1-xSrxMnO3 (LSMx) La1-xBaxMnO3 (LBMx)…………31 2.2 Ép viên bột La1-xSrxMnO3 33 2.3 Các phương pháp khảo sát phân tích 34 2.3.1 Khảo sát cấu trúc vật liệu - Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)…………… 34 2.3.2 Khảo sát hình thái vật liệu - Kính hiển vi điện tử quét (SEM)……………… 35 2.3.3 Phân tích thành phần mẫu - Phổ tán sắc lượng tia X (EDS)…………….36 2.3.4 Khảo sát tính chất điện mẫu – Phương pháp đo điện trở bề mặt mũi dò 37 2.3.5 Khảo sát độ xốp mẫu - Phương pháp Arschimet………………………….38 CHƯƠNG KẾT QUẢ VA THẢO LUẬN 46 3.1 Vật liệu LaMnO3 (LMO) 46 3.1.1 Cấu trúc vật liệu LMO…………………………………………………….46 3.1.2 Thành phần mẫu LMO……………………………………………………… 47 3.2 Vật liệu LSMx với x = 0.2, 0.3, 0.4 0.5 47 3.2.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu LSMx……………………………………… 47 3.2.2 Phổ tán sắc lượng mẫu LSMx……………………………………… 52 3.2.3 Ảnh kính hiển vi điện tử quét LSMx………………………………………… 54 3.2.4 Độ xốp LSMx…………………………………………………………… 55 3.2.5 Tính chất điện LSMx…………………………………………………… 55 3.3 Vật liệu LBMx với x = 0.2 56 3.3.1 Khảo sát cấu trúc LBM0.2………………………………………………….56 3.3.2 Phân tích thành phần mẫu LBM0.2…………………………………………….57 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ Bảng 1: Các thơng số số mạng kích thước tinh thể mẫu LSMx với x = 0,2, 0.3 0.4 51 Bảng 2: Thành phần nguyên tố mẫu LSMx với tỉ lệ x khác 54 Bảng 3: Bảng thành phần nguyên tố mẫu LMB0.2 57 Hình 1: Pin nhiên liệu điện phân polymer Hình 2: Pin nhiên liệu kiềm Hình 3: Pin nhiên liệu axit photphoric Hình 4: Pin nhiên liệu cacbon nóng chảy Hình 5: Pin nhiên liệu oxit rắn Hình 6: Sơ đồ nguyên lý hoạt động SOFC 10 Hình 7: Biên ba pha cực dương SOFC 12 Hình 8: Biên ba pha catot SOFC 14 Hình 9: Các chế dẫn cho phản ứng catot 15 Hình 10: Tốn hao phân cực giảm nhiệt độ LSM (a) LSCF (b) 16 Hình 11: Cấu trúc perovskite lý tưởng dạng lập phương ABO3 21 Hình 12: Sơ đồ Quy trình chế tạo mẫu phương pháp kích nổ vi sóng 28 Hình 1: Sơ đồ quy trình chế tạo LMO phương pháp kích nổ vi sóng 30 Hình 2: Sơ đồ quy trình chế tạo LSMx phương pháp kích nổ vi sóng 31 Hình 3: Sơ đồ quy trình chế tạo LBMx phương pháp kích nổ vi sóng 32 Hình 4: Sơ đồ quy trình ép viên mẫu LSMx 33 Hình 5: Máy đo nhiễu xạ tia XD5005 hãng Siemens, Trung tâm Khoa học Vật liệu, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 35 Hình 6: Kính hiển vi điện tử qt SEM JMS 5410 hãng Jeol, Trung tâm Khoa học Vật liệu - Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên 36 Hình 7: Sơ đồ đo độ xốp phương pháp phun thủy ngân 39 Hình 8: Sơ đồ đo độ xốp phương pháp giãn nở khí 40 Hình 9: Sơ đồ thiết lập hệ đo độ xốp phuognw pháp Acsimet 42 Hình 10: Hình ảnh minh họa loại khối lượng Phương pháp Acsimet 43 Hình 11:Cân lực mẫu bão hòa ngập nước 44 Hình 1: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu LMO chế tạo phương pháp kích nổ vi sóng với tỉ lệ F = 46 Hình 2: Phổ tán sắc lượng tia X mẫu LMO với F = 47 Hình 3: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu LSM0.4 chế tạo phương pháp kích nổ vi sóng với tỉ lệ F = 48 Hình 4:Giản đồ nhiễu xa tia X mẫu LSM0.4 chế tạo phương pháp kích nổ vi sóng với tỉ lệ F khác (F = 3, 5) 49 Hình 5: Giản đồ nhiễu xa tia X mẫu LSM0.4 chế tạo phương pháp kích nổ vi sóng với tỉ lệ pha tạp x khác (x = 0, 0.2, 0.3, 0.4 0.5) 50 Hình 6: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu LSM0.2 trước sau nung 700 °C 51 Hình 7: Phổ tán sắc lượng tia X mẫu LSM0.2 52 Hình 8: Phổ tán sắc lượng tia X mẫu LSM0.3 53 Hình 9: Phổ tán sắc lượng tia X mẫu LSM0.4 53 Hình 10: Ảnh SEM mẫu LSMx với x = 0.2, 0.3 0.4 tương ứng với hình a, b c 54 Hình 11: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu LBM0.2 56 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT NLHT Năng lượng hóa thạch NLTT Năng lượng tái tạo PEMFC Pin nhiên liệu điện phân Polymer AFC Pin nhiên liệu kiềm PAFC Pin nhiên liệu axit photphoric MCFC Pin nhiên liệu cacbon nóng chảy SOFC Pin nhiên liệu oxit rắn FC Pin nhiên liệu PEM Pin nhiên liệu màng trao đổi proton TEC Hệ số dãn nở nhiệt TPB Biên ba pha LMO LaMnO3 LSMx La1-xSrxMnO3: LaMnO3 pha tạp Sr với tỉ lệ x LBMx La1-xBaxMnO3: LaMnO3 pha tạp Ba với tỉ lệ x XRD Nhiễu xạ tia X SEM Kính hiển vi điện tử quét EDS Phổ tán sắn lượng tia X MỞ ĐẦU Một vài kỷ qua, lượng hóa thạch (NLHT: than đá, dầu mỏ) cung cấp 85% nhu cầu lượng cho vận hành kinh tế (nhu cầu điện năng, nhiệt năng, nhiên liệu, động cơ…) Tuy trữ lượng có hạn NLHT đóng vai trò định giữ vị trí hàng đầu, kể kỷ 21 Các dự báo NLHT ngày cạn kiệt nhiều tranh cãi, song nhìn chung khơng đủ cung cấp cho loài người đến hết kỷ.Trước nhu cầu lượng sử dụng ngày tăng, loài người nghĩ đến việc tìm nguồn lượng thay tồn song song với NLHT thời gian tới Một vấn đề nghiêm trọng khác việc sử dụng NLHT tạo lượng lớn khí CO2 - loại khí hấp thụ lượng mặt trời làm biến đổi khí hậu trái đất Nhiều năm qua, nhà khoa học toàn giới đầu tư cơng sức tìm kiếm nguồn lượng thay thế, hy vọng thay phần tiến tới thay toàn NLHT Vào năm 70 kỷ trước bắt đầu có ứng dụng lượng tái tạo (NLTT) qui mơ lớn, có khả thay phần NLHT.Đến nay, dạng NLTT lượng mặt trời, lượng gió, lượng biển quan tâm nghiên cứu nhiều Khó khăn lớn dạng lượng phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, nên khó chủ động sản xuất sử dụng Để khắc phục nhược điểm đó, người ta tìm phương pháp tích trữ lượng, pin nhiên liệu lựa chọn để thay cho NLHT Trong năm gần đây, pin nhiên liệu thực thu hút nhiều ý chúng mang lại nhiều ứng dụng to lớn cho lĩnh vực nghiên cứu, đời sống xã hội Nếu kỉ thứ 19 mệnh danh kỉ động nước kỉ thứ 20 kỉ động đốt ta nói kỉ thứ 21 kỉ nguyên pin nhiên liệu Pin nhiên liệu dần phổ biến thị trường, dự đoán tạo nên cách mạng lượng giới tương lai Pin nhiên liệu sử dụng hydrogen làm nhiên liệu, mang đến triển vọng cung cấp cho giới nguồn điện bền vững Tương tự ắc quy, pin nhiên liệu thiết bị tạo điện thông qua chế phản ứng điện hóa Điểm khác biệt nằm chỗ, pin nhiên liệu tạo dòng điện liên tục có Hình 8: Phổ tán sắc lượng tia X mẫu LSM0.3 Hình 9: Phổ tán sắc lượng tia X mẫu LSM0.4 Từ phổ tán sắc lượng tia X mẫu LSMx ta nhận thấy mẫu thu hoàn toàn tinh khiết Đồng thời ta nhận thấy có mặt thành phần Sr tất mẫu, kêt hợp với kết phép đo nhiễu xạ tia X không xuất 53 thêm pha lạ khác LMO, thấy Sr thay La mạng tinh thể hình thành pha Perovskite La (%) Sr (%) Mn (%) La : Sr : Mn x=0.2 8.52 2.56 11.08 0.8 : 0.2 : x=0.3 8.23 3.57 11.56 0.7 : 0.3 : x=0.4 5.92 5.38 11.74 0.55 : 0.45 : LSMx Bảng 2: Thành phần nguyên tố mẫu LSMx với tỉ lệ x khác Từ Bảng Thành phần nguyên tố mẫu thấy tỉ lệ La:Sr:Mn:O phù hợp với thành phần danh định 3.2.3 Ảnh kính hiển vi điện tử quét LSMx Hình 10: Ảnh SEM mẫu LSMx với x = 0.2, 0.3 0.4 tương ứng với hình a, b c 54 Hình thái hạt vật liệu thể qua hình ảnh SEM Các phản ứng đốt cháy tạo vật liệu xốp, cấu tạo từ hạt có kích thước nhỏ đồng [12] Hình 10 thể ảnh SEM mẫu LSMx với x = 0.2, 0.3 0.4 mẫu thu có độ xốp cao đồng Như vậy, phương pháp kích nổ vi sóng phù hợp để chế tạo bột nano xốp 3.2.4 Độ xốp LSMx Sau tiến hành đo độ xốp mẫu LSMx phương pháp acsimet, thu đươc kết độ xốp mẫu sau : - Mẫu LSM0.2: P = 30.7 % Mẫu LSM0.3: P = 36.4 % Mẫu LSM0.4: P = 35.7 % Các mẫu LSMx chế tạo thảo mãn yêu cầu độ xốp vật liệu làm Catot SOFC Với độ xốp mẫu nằm khoảng 30 – 40 % phù hợp có khả định hướng ứng dụng điện cực Catot pin nhiên liệu oxit rắn 3.2.5 Tính chất điện LSMx Các mẫu LSMx sau ép viên, mang đo tính chất điện phương pháp bốn mũi dò Kết đo điện trở suất sử dụng mũi dò thu kết sau: - Mẫu LSM0.2: 13,4 Ω/ vuông Mẫu LSM0.3: 14,8 Ω/ vuông Mẫu LSM0.4: 15,3 Ω/ vuông Kết cho thấy mẫu pha tạp Sr cho tín hiệu điện, điều tín hiệu tốt để chúng tơi tiếp tục cải thiện vật liệu để định hướng ứng dụng cho làm điện cực catot pin nhiên liệu Sau chế tạo thành công vật liệu LSMx, với số kết sơ lược khả ứng dụng điện cực pin nhiên liệu Để chứng minh phương pháp kích nổ vi sóng có khả chế tạo nhiều loại vật liệu khác đồng thời giúp góp phần giảm giá thành nguyên liệu, bước đầu tiến hành pha tạp Ba vào 55 vật liệu LMO để thay cho Sr Dưới số kết cấu trúc thành phần vật liệu LMO pha tạp Ba phương pháp kích nổ vi sóng 3.3 Vật liệu LBMx với x = 0.2 Sau chế tạo thành công vật liệu LMO tiến hành pha tạp Ba với tỉ lệ 20 % tương ứng với x 0.2 3.3.1 Khảo sát cấu trúc LBM0.2 Mẫu LBM0.2 sau chế tạo phương pháp kích nổ vi sóng đem khảo sát cấu trúc phương pháp nhiễu xạ tia X Hình 11: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu LBM0.2 Mẫu LaMnO3 pha tạp 20 % Ba chế tạo phương pháp kích nổ vi sóng có cấu trúc lục giác với với các số mạng là: a= 5,52 Å c= 13,51 Å Từ công thức Debye Sherer chúng tơi xác định kích thước tinh thể mẫu LBM0.2 DLBM0.2 = 20,2 nm 56 3.3.2 Phân tích thành phần mẫu LBM0.2 Mẫu LMB0.2 sau chế tạo đem phân tích thành phần mẫu phép đo tán sắc lượng tia X Kết thành phần mẫu thu bảng: LBM0.2 La (%) Ba (%) 13,3 3,16 Mn(%) 15,24 O (%) Tỉ lệ La : Ba : Mn 68,3 0.81 : 0.19 : 0.93 Bảng 3: Bảng thành phần nguyên tố mẫu LMB0.2 Ta thấy mẫu LBM0.2 hồn tồn khơng chứa tạp chất tồn thành phần Ba có mẫu, kết hợp với kết phép đo nhiễu xa tia X cho thấy pha tạp thành công Ba vào vật liệu Perovskite LMO với thành phần danh định tương đối xác 57 KẾT LUẬN Đã xây dựng thành cơng quy trình chế tạo vật liệu perovsikte phương pháp kích nổ vi sóng Đã chế tạo thành công bột nano LaMnO3 LaMnO3 pha tạp Sr Ba Quy trình chế tạo đơn giản có khả ứng dụng cho nhiều loại vật liệu khác Lượng nhiên liệu glycin sử dụng phương pháp kích nổ vi sóng có vai trò định đến hình thành sản phẩm bột nano perovskite Kết thực nghiệm cho thấy tỉ lệ glycine/kim loại tối ưu để pha tạp Sr Ba vào LMO F = Các perovsikte pha tạp thu có cấu trúc lục giác với kích thước trung bình khoảng 20 nm Các mẫu perovsikte thu có độ tinh khiết cao tỉ lệ thành phần nguyên tố phù hợp với thành phần danh định Chế tạo vật liệu LaMnO3 pha tạp Sr có độ xốp cao (30 – 40 %) có khả ứng dụng làm catot cho pin nhiên liệu rắn 58 Các cơng trình khoa học công bố Tran Thi Ha, Tang Thi Trung Anh, Pham Thuy Linh, Phi Thi Huong, Pham Nguyen Hai, Nguyen Hoang Nam, Bach Thanh Cong, Sai Cong Doanh, Nguyen Quang Hoa, Duong Van Tuan, Le Viet Bau, Ho Khac Hieu, DoanQuoc Khoa, Nguyen Viet Tuyen, “Pulsed electron deposition of LaMnO3 thin films with target made of LaMnO3 nano-powder synthesized by self-combustion method”, Proceedings of International workshop of Nanotechnology and Application, 08-11 November 2017, Phan Thiet, Viet Nam, pp.203-206, 2017 Phi Thị Hương, Phạm Thùy Linh, Trần Thị Uyên, Nguyễn Hoàng Nam, Trần Thị Hà, Nguyễn Việt Tuyên, “Nghiên cứu chế tạo hạt nano Perovskite phương pháp kích nổ vi sóng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(30), 72-77, 2018 Thi Ha Tran, Thuy Linh Pham, Thi Huong Phi, Thi Uyen Tran, Hanh Nguyen La, Thanh Cong Bach, Cong Doanh Sai, Quang Hoa Nguyen, Viet Tuyen Nguyen, Hoang Nam Nguyen, Nguyen Hai Pham, Trong Tam Nguyen, Quoc Khoa Doan, Khac Hieu Ho, “Sr doped LaMnO3 nanoparticles prepared by microwave combustion method: a recyclable visible light photocatalyst”, Ceramic Internation, under review 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn, NXB Đại học quốc gia, Hà Nội Tiếng Anh Adler S.B., Lane J.A., Steele B.C.H (1996), "Electrodes kinetics of pouros mixed-conducting oxygen", Journal of Electrochemical Society, 143 (11), pp 3554-3564 Albert T (2009), "Review Strategies for Lowering Solid Oxide Fuel Cells Operating Temperature", Energies, 2, pp 1130-1150 Antoni L (2004), "Materials for solid oxide fuel ceels: The challenge of their stability", Materials Science Forum, 446, pp 1073-1090 Basu R N (2003), Recent Trend in Fuel ceel Science and Technology, Spinger, New York Berger D , C Matei, F Papa, D Macovei, V Fruth, J P Deloume (2007), "Pure and doped lanthanum manganites obtained by combustion method", Journal of the European Ceramic Society, 27, pp 4395-4398 Brichzin L., Fleig J., Habermeier H.U., Cristiani G., Maier J (2002), "The geometry dependence of the polarization resitance of Sr-doped LaMnO3 microelectrodes on Yttria-stabilized zirconia", Solid state Ionics, 152-153, pp 499-507 Burriel M., Garcia G., Santiso J., Kiner J.A, Chater R.J, Skinner S.J (2008), "Anisotropic oxygen difusin properties in epitaxial thin films of La2NiO4+δ", Journal of Materials Chemistry, 18 (11), pp 416-422 Charmelle D S., Ernst E F., Julian S., Holger L (2016), "A Review of using spray pyrolysis through Sol-gel materials in the synthesis of cathode 60 materials for lithium-ion batteries", South African Journal of Chemistry, pp 88-97 10 Chendong Z., Mingfei L (2012), Solid oxide Fuel cell, Springer, New York 11 Cheng J., Navrotsky A., Zhou X-D., Anderson H.U (2005), "Enthalpies of formation of LaMO3 perovskites (M = Cr, Fe, Co, and Ni)", Journal of MAterial Reseach Society, 20 (1), pp 191-200 12 Conceic L.D (2010), “Combustion synthesis of LSCF porous materials for application as cathode in IT-SOFC”, Material Reseach Bulletin, 46, pp.308314 13 Chunwen S ,Rob H., Justin R (2010), "Cathode materials for solid oxide fuel cells: A review", Solid State Electrochem, 14, pp 1125-1144 14 Clausen C., Bagger C., Bilde-Sorensen J.B., Horsewell A (1994), "Interface between LaoJr o J4n03 and Y20i-stabrlized Zr02", Solid State Ionics, 70-71, pp 59-64 15 Colomer M T., Steele B C H., Kilner J A (2002), "Structural and electrochemical properties of the Sr0.8Ce0.1Fe0.7Co0.3O3-𝝳 perovskite as cathode material for ITSOFCs", Solid State Ionics, 147, pp 41-48 16 Dang N V , T D Thanh, L V Hong, V D Lam, L P The (2011), "Structural optical and magnetic properties of polycrystalline BaTi1-xFexO3 ceramics", Journal of Applied Physics, 110, pp 043914-1-7 17 De S R A., Kilner J.A., Walker J.F (2000), "A SIMS study of oxygen tracer diffusion and surface exchange in La 0.8 Sr 0.2 MnO 3+𝝳," Materials Letters, 43, pp 43-52 18 Endo A., Wada S., Wen C.J., Komiyama H., Yamada K (1998), "Low Overvoltage Mechanism of High Ionic Conducting Cathode for Solid Oxide Fuel Cell", 145 (3), pp 35-37 61 19 Fergus J W (2005), "Metallic interconnects for solid oxide fuel cells", Materials Science and Engineering, 397, pp 271-283 20 Fergus J W (2005), "Sealants for solid oxide fuel cells," Journal of Power Sources, 147, pp 46-57 21 Fergus J W (2003), "SOLID OXIDE FUEL CELL CATHODES: Polarization Mechanisms and Modeling of the Electrochemical Performance", Annual Review of Materials Research, 33, pp 361-382 22 Fergus F (2007), "Materials challenges for solid-oxide fuel cells", Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, 59, pp 56-62 23 Fumo D A , J R Jurado, A M Segadães, J R Frade (1997), "COMBUSTION SYNTHESIS OF IRON-SUBSTITUTED STRONTIUM TITANATE PEROVSKlTES", Materials Research Bulletin, 32 (10), pp 1459-1470 24 Gellings P.J., Bouwmeester H J M (2000), "Solid state aspects of oxidation catalysis", Catalysis Today, 58 (1), pp 1-53 25 Guo R S , Q T Wei, H L Li, F H Wang (2006), "Synthesis and properties of La0.7Sr0.3MnO3 cathode by gel combustion", Materials Letters, 60 (2), pp 261-265 26 Haile M S (2003), "Fuel cell materials and components", Acta Materialia, 51, p 5981–6000 27 Hooger G (2003), Fuel Cell Technology Handbook, CRC Press, New York 28 Horita T., Yamaji K., Ishikawa M., Sakai N., Yokokawa H., Kawada T., Kato T (1998), "Active Sites Imaging for Oxygen Reduction at the La0.9Sr0.1MnO3 − x/Yttria‐Stabilized Zirconia Interface by Secondary‐Ion Mass Spectrometry", Electrochemical Society, 145 (9), pp 3196-3202 29 Ioroi T.H., Uchimoto T.Y., Ogumi (1998), "Preparation of Perovskite‐Type La1 − x Sr x MnO3 Films by Vapor‐Phase Processes and Their 62 Electrochemical Properties: II Effects of Doping Strontium to on the Electrode Properties", Journal of Electrochemistry Society, 145(6), pp 1999-2004 30 Jiang S P (2002), "A comparison of O2 reduction reactions on porous (La,Sr)MnO3 and (La,Sr)(Co,Fe)O3 electrodes", Solid State Ionics, 146, pp 1-22 31 Jiang S.P., Love J.G., Zhang J.P., Hoang M., Ramprakash Y., Hughes A.E., Badwal S.P.S (1999), "The electrochemical performance of LSM/zirconia– yttria interface as a function of a-site non-stoichiometry and cathodic current treatment", Solid State Ionics, 121, pp 1-10 32 Jørgensenz M J., Mogensen M (2001), "Impedance of Solid Oxide Fuel Cell LSMO/YSZ Composite Cathodes", Journal of The Electrochemical Society, 148, pp A433-A442 33 Kenjo T., Nishiya M (1992), "LaMnO3 air cathodes containing ZrO2 electrolyte for high temperature solid oxide fuel cells lT.," Solid State Ionics, 57, pp 295-302 34 Koep E., David S M., Das R., Charles C., Meilin L (2005), "Characteristic Thickness for a Dense La0.8Sr0.2MnO3 Electrode", Electrochemical and Solid-State Letters, vol 8, no 11, pp A592-A595 35 La O’ G.J., Savinell R.F., Shao-Horn Y (2009), "Activity Enhancement of Dense Strontium-Doped Lanthanum Manganite Thin Films under Cathodic Polarization: A Combined AES and XPS Study", Journal of The Electrochemical Society, 156 (6) , pp B771-B781 36 Lee Y.K, Kim J.Y., Moon K.I., HS P.J.W., Jacobson C.P., Visco S.J (2003), "Conditioning effects on La1−xSrxMnO3-yttria stabilized zirconia electrodes for thin-film solid oxide fuel cells", Journal of Power Sources, 115, p 219–228 63 37 Li Y., Gemmen R., Liu X., “Review: Oxygen reduction and transpotation mechanisms in solid oxide fell cell cathodes”, z, 195, pp 3345-3358 38 Linh Nguyen Hoang , Nguyen Thuy Trang, Nguyen Tien Cuong, Pham Huong Thao, Bach Thanh Cong (2010), "Influence of doped rare earth elements on electronic properties of the R0.25Ca0.75MnO3 systems", Computational Materials Science, 50 , pp 2-5 39 Lu X., Faguy P.W., Liu M.L (2002), "In Situ Potential-Dependent FTIR Emission Spectroscopy A Novel Probe for High Temperature Fuel Cell Interfaces," Journal of The Electrochemical Society, 149 (10), pp A1293A1298 40 McIntosh S., Adler S.B., Vohs J.M., Gorte R.J (2004), "Effect of Polarization on and Implications for Characterization of LSM-YSZ Composite", Cathodes Electrochemical and Solid-State Letters, (5), pp A111-A114 41 Minh N Q , Takahashi T (1995), Science and Technology of Ceramic Fuel Cells, Elsevier Science, Amsterdam 42 Nomura K., Tanase S (1997), "Electrical conduction behavior in (La0.9Sr0.1)MIIIO3−δ(MIII=Al, Ga, Sc, In, and Lu) perovskites", Solid State Ionics, 98, p 229–236 43 Patil K C , S T Aruna, T Mimani (2002), "Combustion synthesis: an update," Current Opinion in Solid State and Materials Science , 6, pp 507-512 44 Pingbo X , Z Weiping, Y Kuo, J Long, Z Weiwei, X Shangda (2000), "Sizecontrollable gly–nitrate low temperature combustion synthesis (LCS) of nanocrystalline La1-xSrxMnO3", Journal of Alloys and Compounds, 311, p 90–92 45 Prabhakaran K , J Joseph, N M Gokhale, S C Sharma, R Lal (2005), "Sucrose Combustion Synthesis of LaxSr(1-x)MnO3 (x ≤0.2) Powders", Ceramics International, (2), pp 327-331 64 46 Segadães A M , M R Morelli, R G A Kiminami (1998), "Combustion Synthesis of Aluminium Titanate", Journal of the European Ceramic Society, 18 (7), pp 771-781 47 Setoguchi T., Inoue T., Takebe H., Eguchi K., Morinaga K., Arai H (1990), "Fabrication and evaluation of flat thick film type solid oxide fuel cell," Solid State Ionics, 37, pp 217-221 48 Stochniol G., Syskakis E., Naoumidis A (1995), "Chemical Compatibility between Strontium‐Doped Lanthanum Manganite and Yttria‐Stabilized Zirconia", Journal of the American Ceramics Society, 78 (4), pp 929-932 49 Sujatha P D., Sharma A D., Maiti H S (2004), "Solid Oxide Fuel Cell Materials: A Review", Transactions of the Indian Ceramic Society, 63 (2), pp 75-98 50 Tanasescu S., Totir N.D., Marchidan D.I (1998), "Thermodynamic data of the perovskite-type LaMnO3±x and La0.7Sr0.3MnO3±x by a solidstate electrochemical technique", Electrochimica Acta, 43, pp 1675-1681 51 Tanasescu S., Totir N.D., Marchidan D.I (1999), "Thermodynamic properties of some perovskite type oxides used as SOFC cathode materials", Solid State Ionics, 119, pp 311–315 52 Tanasescu S., Totir N.D., Neiner D (2001), "CORRELATIONS BETWEEN THE NONSTOICHIOMETRY AND THE THERMODYNAMIC DATA OF PEROVSKITE-TYPE COMPOUNDS IN THE La-Sr-Mn-O SYSTEM", Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, (1), pp 101 – 106 53 Tao S.W., Irvine J.T.S (2003), "A redox-stable efficient anode for solid-oxide fuel cells", Nature Materials, 2, p 320–323 54 Thuy Trang Nguyen, Thanh Cong Bach, Huong Thao Pham, The Tan Pham, Duc Tho Nguyen, Nam Nhat Hoang (2011), "Magnetic state of the bulk, 65 surface and nanoclusters of CaMnO3: a DFT study", Physica B: Physics of Condensed Matter, 406, pp 3613-3621 55 Trofimenko N.E., Ullmann H (2000), "Oxygen stoichiometry and mixed ionicelectronic conductivity of Sr1−aCeaFe1−bCobO3−x perovskite-type oxides," Journal of the European Ceramic Society, 20, pp 1241-1250 56 Ullmann H., Trofimenko N (1999), "Composition, structure and transport properties of perovskite-type oxides," Solid State Ionics, 119, pp 1–8 57 Ullmann H., Trofimenko N., Tietz F., Stöver D., Ahmad-Khanlou A (2000), "Correlation between thermal expansion and oxide ion transport in mixed conducting perovskite-type oxides for SOFC cathodes", Solid State Ionics, 138, pp 79–90 58 Varma A , A S Rogachev, A S Mukasyan, S Hwang (1998), " COMBUSTION SYNTHESIS OF ADVANCED MATERIALS: PRINCIPLES AND APPLICATIONS", Advances in Chemical Engineering, 24, pp 79-226 59 Vohs J.M., Gorte R.J (2009), "High-Performance SOFC Cathodes Prepared by Infiltration", Advanced Materials, 21, pp 943–956 60 Wang H K , Venkataraman T (2015), "Challenges and prospects of anode for solid oxide fuel cells (SOFCs)," Solid State Ionics, 21, pp 301–318 61 Wang W., Jiang S.P (2006), "A mechanistic study on the activation process of (La, Sr)MnO3 electrodes of solid oxide fuel cells," Solid State Ionics, 177, pp 1361–1369 62 Weifan C., Fengsheng L,, Leili L., Yang L (2006), "One- Step Synthesis of Nanocrytalline Perovskite LaMnO3 Powders via Microwave-Induced Solution Combustion Route", JOURNAL OF RARE EARTHS, 24, pp 782 – 787 66 63 Woo L.Y., Glass R.S., Gorte R.J., Orme C.A., Nelson A.J (2009), "Dynamic Changes in LSM Nanoparticles on YSZ: A Model System for NonStationary SOFC Cathode Behavior", Journal of The Electrochemical Society, 156 (5), pp B602-B608 64 Yamamoto O., Takeda Y., Kanno R., Noda M (1987), "Perovskite-type oxides as oxygen electrodes for high temperature oxide fuel cells", Solid State Ionics, 22, pp 241-246 65 Yang Y J , T L Wen, H Tu, D Q Wang, J Yang (2000), "Characteristics of lanthanum strontium chromite prepared by glycine nitrate process," Solid State Ionics, 135, pp 475–479 66 Yokokawa H., Sakai N., Kawada T., Dokiya M (1990), "Thermodynamic analysis on interface between perovskite electrode and YSZ electrolyte", Solid State Ionics, 40, pp 398-401 67 Yokokawa H., Sakai N., Kawada T., Dokiya M (1992), "Thermodynamic stabilities of perovskite oxides for electrodes and other electrochemical materials", Solid State Ionics, 52, pp 43-56 67 ... là: Nghiên cứu chế tạo vật liệu perovskite định hướng ứng dụng làm điện cực cho pin nhiên liệu , bố cục luận văn phần mở đầu gồm có: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PIN NHIÊN LIỆU OXIT RẮN VÀ VẬT LIỆU PEROVSKITE. .. pin nhiên liệu oxit rắn……………………………………… 11 1.2 Vật liệu perovskite ứng dụng làm catot pin nhiên liệu 20 1.2.1 Một vài tính chất vật lý vật liệu perovskite ứng dụng làm catot………….20 1.2.2 Vật. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHI THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PEROVSKITE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO PIN NHIÊN LIỆU Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60440104