Nanocomposite fuel cells

Bu çalışmada nanokompozit yakıt hücresi elektrolitinin bileşenleri arasındaki etkileşimler araştırılmıştır. Partiküllerin yüzey yüklerinin iyonik iletkenlik üzerindeki farklılıklardan sorumlu olduğu düşünülmüştür. Literatürde, nanokompozit elektrolitlerde iyonik taşınmanın esas olarak katı oksit veya matris fazlarında değil, fazlar arasındaki arayüzlerde gerçekleştiği belirtilmiştir. Oksit parçacıklarının yüzey yükleri, matris tuz moleküllerini, pozitif ve negatif iyon komplekslerine ayırmaktadır. Ters yüklü iyonlar, parçacıkların yüzeyine yapışır. Buna karşın karşıt yüklü iyonlar, elektrik alanın etkisi altında serbestçe hareket ederek, hızlı iyonik akıma neden olur. Dolayısıyla, yüzey yüklerini modifiye ederek iyonik iletkenliğin etkileneceği öngörülmüştür. Malzemenin kimyasını önemli ölçüde değiştirmeden indirgeme deneyleri ile oksit partiküllerin yüzeylerinin asitlik derecesi değiştirilmiştir. TiO2 (Rutil) yüzey yükü değiştirilen oksit malzeme olarak seçilmiştir. İyonik iletkenlikler empedans spektrometresi ile ölçülmüştür. Yüzey yükleri, izoelektrik nokta ölçümleri ile elde edilmiştir. İndirgeme miktarları, termogravimetrik analiz metodu ile ölçülmüştür. Farklı yüzey yüklerine sahip oksitler farklı iyonik iletkenliklerin oluşmasına sebep olmuştur. Stokiometrisi değiştirilen oksitler, farklı yüzey yüklerine sahip olmuştur, bu durum ilişkili olarak iyonik iletkenliklerde değişime sebep olmuştur. Yüzey yükleri ve iyonik iletkenlikteki bu etkileşim, kompozit elektrolit için geliştirilmiş bir model yardımıyla açıklanmıştır.