Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

High Temperature Fabrication av nanostrukturerade yttriumoxidstabiliserad-zirkonium (YSZ) Ställningar av Published: April 16, 2017 doi: 10.3791/55500

Summary

Ett protokoll för framställning av porösa, nanostrukturerade yttriumoxidstabiliserad-zirkoniumoxid (YSZ) ställningar vid temperaturer mellan 1000 ° C och 1400 ° C presenteras.

Abstract

Vi demonstrera en metod för hög temperatur tillverkning av porösa, nanostrukturerade yttriumoxidstabiliserad-zirkoniumoxid (YSZ, 8 mol-% yttriumoxid - 92 mol% zirkoniumoxid) ställningar med avstämbara specifika ytareor upp till 80 m 2 · g -1. En vattenhaltig lösning av ett zirkoniumsalt, yttrium-salt, och glukos är blandad med propylenoxid (PO) för att bilda en gel. Gelén torkas under omgivningsbetingelser för att bilda en xerogel. Xerogelen pressas till pellets och därefter sintras i en argonatmosfär. Under sintring, en YSZ keramiska fas former och de organiska komponenterna sönderdelas och lämnar efter sig amorft kol. Kolet som bildas in situ fungerar som ett hårt mall, bevara en hög ytarea YSZ nanomorphology vid sintringstemperaturen. Kolet avlägsnas därefter genom oxidation i luft vid låg temperatur, vilket resulterar i en porös, nanostrukturerade YSZ byggnadsställning. Koncentrationen av mall kol och den slutliga ställningen ytarea kan vara systematisktly avstämd genom variation av glukoskoncentrationen i gelén syntesen. Mallen kolkoncentration kvantifierades med användning av termogravimetrisk analys (TGA), fram ytarean och porstorleksfördelningen bestäms genom fysiska mätningar adsorptions-, och morfologin karaktäriserades med användning av svepelektronmikroskop (SEM). Fasrenhet och kristallitstorleken bestämdes med användning av röntgendiffraktion (XRD). Denna tillverknings tillvägagångssätt tillhandahåller en ny, flexibel plattform för att realisera oöverträffade ställnings ytareor och nanomorphologies för tillämpningar keramiska-baserade elektrokemiska energiomvandlings, t.ex. fastoxidbränslecell (SOFC) elektroder.

Introduction

Den fasta oxidbränsleceller (SOFC) är mycket lovande som ett alternativ energiomvandlingsteknik för effektiv generering av ren elektrisk effekt. 1 Betydande framsteg har gjorts när det gäller forskning och utveckling av denna teknik; Men fortfarande behövs förbättringar i elektrod prestanda för att uppnå tillförlitlig kommersialisering. Elektroden innefattar ofta ett poröst keramiskt byggnadsställning med elektrokatalytiska partiklar dekorerade på ställningen ytan. En stor mängd forskning har fokuserat på att öka ytarean hos de elektrokatalytiska partiklar för att öka prestanda, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, men det finns mycket lite forskning på att öka scaffold ytarea. Öka ställningen ytanområde är utmanande eftersom de sintras vid höga temperaturer, 1100 ° C till 1500 ° C.

Ställningar som behandlas av traditionell sintring har typiskt en specifik ytarea av 0,1-1 m 2 · g -1. 8, 9, 10, 11 Det finns några rapporter om att öka ställningen ytarea. I ett fall, var ytarean hos en traditionellt sintrad byggnadsställning förstärks av upplösning och utfällning av ställningsytan med användning av fluorvätesyra, att uppnå en specifik ytarea av 2 m 2 · g -1. 12 I ett annat, var höga temperaturer undvikas helt genom användning av pulsad laserdeponering, uppnå en specifik yta av 20 m 2 · g -1. 13 Tanken bakom utvecklingen av vår teknik var att skapa en låg kostnad tillverkningprocess som ger helt nya ställnings ytareor och använder traditionella sintringstemperaturer så att processen kan antas lätt. Med tekniken rapporteras här, scaffold ytareor upp till 80 m 2 · g -1 har visats medan den bearbetas vid traditionella sintringstemperaturer. 14

Vår forskning är främst motiveras av SOFC elektrod teknik, men tekniken är mer allmänt tillämpbar på andra områden och tillämpningar. I allmänhet, är den in situ-kol schablonmetod ett flexibelt tillvägagångssätt som kan producera nanostrukturerad, hög ytarea blandad metallkeramiska material i pulver eller porösa scaffold form. Det är flexibelt i att det blandade-metall keramisk komposition, ytarea, porositet, och porstorlek kan alla avstämmas systematiskt. Höga temperaturer behövs ofta för att bilda den önskade fasen i blandad-metallkeramik, och detta tillvägagångssätt bevarar keramiska nanomorphology while tillåter en att välja i huvudsak varje bearbetningstemperatur.

Denna metod innefattar syntes av en hybrid oorganisk-organisk propylen-oxidbaserad gel, med en väl definiera stökiometri av metalljoner och förhållandet av oorganiskt till organiskt innehåll. Gelén torkas under omgivningsbetingelser för att bilda en xerogel. Xerogelen sintras i en argonatmosfär vid den önskade temperaturen. Vid upphettning sönderdelas den organiska komponenten lämnar efter sig en mall kol in situ, som förblir under hela sintringen. mall kolet avlägsnas därefter genom oxidation vid låg temperatur i luft, vilket resulterar i en nanostrukturerad, hög ytarea keramik.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Förberedelse xerogelen Pellets

  1. gel Synthesis
    1. Lägga till en 25 mm magnetisk omrörarstav och 113 ml avjoniserat vatten till en 500 ml bägare. Magnetiskt rör avjoniserat vatten vid högsta hastighet som inte bildar en virvel.
    2. Sätt långsamt 13,05 g (0,056 mol) vattenfri zirkoniumklorid till det avjoniserade vattnet i små steg. Efter det att all den vattenfria zirkoniumklorid har lösts upp, tillsätt 53,29 g (0,296 mol) av glukos till lösningen.
    3. Efter det att all glukos har lösts upp i lösningen, tillsätt 3,73 g (0,01 mol) yttriumnitrathexahydrat till lösningen. Öka graden av magnetisk omröring till ~ 700 vpm och vänta tills alla av yttriumnitrathexahydrat att upplösa i lösning.
    4. Lägga 42 ml av propylenoxid till lösningen. Fortsätta omrörning vid ~ 700 rpm under propylenoxiden för att blandas med den vattenhaltiga lösningen. När väl propylenoxid blandas med den vattenhaltiga lösningen (~ 10 s), minskar den magnetiska omrörning to ~ 150 rpm.
    5. Fortsätt röra tills magnetomrörarstav har slutat röra sig på grund av bildning av gelén. Gelén bildar typiskt inom 3 min.
      ANMÄRKNINGAR: Lägga vattenfri zirkoniumklorid till avjoniserat vatten är en mycket exoterm reaktion och den vattenfria zirkoniumklorid kommer plume om det tillsätts för snabbt.
      Formuleringen tillhandahålls i avsnitt 1,1. motsvarar en glukos till totala metaller (zirkonium + yttrium) molförhållande av 4,5: 1. Resultaten sektionen representativ inkluderar data för glukos till totala metaller molförhållanden av 0: 1, 2,25: 1, och 4,5: 1. Mängden glukos i formuleringen är endast begränsad av lösligheten av glukos i lösningen. För referens, är den maximala lösligheten av glukos i vatten vid 20 ° C 47,8 vikt-%. 15
  2. Åldrande och tvättning av gelén
    1. Tätt täcka bägare innehållande gelén med Parafilm och låt den åldras under 24 h genom att lämna den täckt bägare vid rumstemperatur.
    2. Ta bort locket från bägaren och dekantera vätskan på toppen av gelén.
    3. Lägga 300 ml absolut etanol till bägaren innehållande gelén, tätt täcka bägaren med Parafilm, och lämna den täckta bägare vid rumstemperatur under 24 h.
    4. Upprepa steg 1.2.3 ytterligare två gånger för totalt tre etanoltvättvätskorna över en total period av 72 h.
  3. Torkning av gelén till en xerogel
    1. Avlägsna gelén från bägaren och placera den i en 2 L porslin indunstningsskål (24 cm utanför toppdiameter) med användning av en laboratorie spatel.
    2. Bryta gelén i ca 1 cm x 1 cm stycken med en spatel och spreds ut bitarna över ytan av den indunstningsskål.
    3. Låt gelbitama torka under omgivningsbetingelser i en vecka eller tills gelén är torr. Gelén anses torra när det kan malas till ett fint pulver.
    4. Slipa hela xerogel till ett fint pulver med en mortel och mortelstöt.
      NOTERA: När gelén är torr, är detanses en xerogel eftersom det torkades under omgivningsbetingelser.
  4. Genom att trycka xerogelen i en Pellet
    1. Placera en g xerogel pulver till en cylindrisk pellet press munstycke med en diameter av 13 mm.
    2. Med användning av en hydraulisk press, applicera 22 kN av kraft för 90 s för att trycka xerogelen gelén till en pellet.
    3. Släpp långsamt den kraft som appliceras av pressen. Långsamt mata pellets ur pellets dör och sedan försiktigt bort pelleten.

2. Sintring xerogelen Pellet i en inert atmosfär

  1. Placera xerogelen pelleten på en aluminiumoxid eller yttriumoxid-stabiliserad zirkoniumoxid plattan och ladda plattan in i centrum av en rörugn.
  2. Flödes argon med en hastighet av tredjedel av volymen av arbetsröret per minut. Detta motsvarar en argon flödeshastighet av 750 ml • min -1 för arbetsröret används i detta arbete. Ventilera gasutloppet till ett dragskåp.
  3. Flödes argon under minst 15 min bNNAN börjar värma rörugn.
  4. Medan kontinuerligt strömmande argon vid en konstant hastighet, program rörugnen temperaturregulatorn till följande upphettningsschema:
    1. Håll vid rumstemperatur under 15 min.
    2. Värm till 850 ° C vid en ramphastighet av 5 ° C-min -1.
    3. Värme till önskad sintringstemperatur vid en ramphastighet av 2 ° C-min -1.
    4. Håll vid den önskade sintringstemperaturen för 2 timmar.
    5. Kyl till 850 ° C vid en ramphastighet av 2 ° C-min -1.
    6. Kyl till rumstemperatur med en ramphastighet av 5 ° C-min -1.
  5. Starta programmet och dubbelkolla att rörugnen värms upp efter schemat i avsnitt 2,3.
  6. Ta pellets från rörugnen efter värmeprogrammet har slutförts.

3. Bestämning Carbon mall Koncentration

  1. Skära en ~ 50 mg stycke ut ursintrad xerogel pelleten, med en mattkniv och mala det till ett fint pulver med en agatmortel och mortelstöt.
  2. Plats ~ 50 mg av det fina pulvret in i en aluminiumoxidprovkopp för termogravimetrisk analys.
  3. Med användning av en termogravimetrisk analysator (TGA), värm provet med en hastighet av 10 ° C-min -1 från rumstemperatur till 1200 ° C under flödande luft över provet med en hastighet av 100 ml • min -1.
  4. Beräkna den procentuella viktändringen som uppstår mellan ~ 350 ° C och ~ 700 ° C. Denna viktprocent motsvarar den totala kolhalten i provet.
    OBS: Om en viktökning inträffar i 350 ° C till 700 ° C-området, har en karbidfas bildas och beräkningen av kolhalten är mer komplex. I detta fall hänvisas till beräkningar som beskrivs i litteraturen. 14 Carbon elementaranalys har använts för att bekräfta att kolhalten kan beräknas från TGA-mätningar.

4. Förberedelser Hög Surface Area YSZ Scaffold från Carbon Mall Removal

  1. Placera sintrade xerogel pelleten i en aluminiumoxiddegel.
  2. Placera degeln i en muffelugn vid 700 ° C under 2 h.
  3. Försiktigt bort den heta degeln från rutan ugn med rostfritt stål degeltång och låt den svalna till rumstemperatur i en timme innan du tar bort den porösa, vit YSZ byggnadsställning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Fasrenhet bekräftades med röntgendiffraktion (XRD) såsom tidigare rapporterats av Cottam et al. 14 YSZ scaffold specifik ytarea som en funktion av mall kolkoncentration visas i figur 1. Koncentrationen visas som volymprocenten av den totala fastämnen i den sintrade xerogel pelleten. Mall kolkoncentration ökar systematiskt med ökande glukoskoncentration i gelformuleringen. Såsom visas i Figur 1, ökar den specifika ytan systematiskt från 10 m 2 · g -1 till 68 m 2 · g -1 genom att öka glukos: metaller molförhållande från 0: 1 till 4,5: 1.

Mallen kolkoncentration kvantifierades med användning av TGA (Figur 2). Mall kol koncentrationen var 4 vikt-% och 64 vikt-% av totala fasta ämnen för glukos: metallermolförhållanden av 0: 1 och 4,5: 1. En YSZ densitet av 5,9 g • cm 3 och en kol-densitet av 2,15 g-cm 3 användes för att konvertera mellan viktprocent och volymprocent.

Figur 3 visar svepelektronmikroskopiska (SEM) bilder av YSZ xerogel med och utan glukos tillsats. Båda proverna på liknande sätt sintrades vid 1150 ° C i argon och brändes i luft vid 700 ° C. Partiklarna av YSZ xerogel med glukostillsats är flera gånger mindre än de utan glukostillsats. Bildandet av mindre partiklar genom tillsats av glukos till gelén är i överensstämmelse med deras höga kolhalt och ytarea.

Figur 4 visar XRD mönster av den starkaste YSZ-toppen för YSZ ställningar som en funktion av glukos: metaller molförhållande. Kristallitstorleken beräknades med hjälp av dessa toppar och Scherrer ekvation.Kristallitstorleken minskade från 22 nm till 12 nm till 9 nm såsom glukos: metaller molförhållandet ökades från 0: 1 till 2,25: 1 till 4,5: 1. Kristallitstorleken progression är i överensstämmelse med den observerade ökningen av ytarea med ökande glukos: metaller molförhållande.

Figur 5 visar YSZ scaffold porstorleksfördelningen som en funktion av glukos: metaller molförhållande. Adsorption / desorption data samlades in med en fysikalisk adsorption instrument, som är begränsad till att beräkna porstorlekar mellan 2 nm och 14 nm. Porstorleksfördelningen, räknat från N 2 adsorption data visas i figur 5a. Endast 2,25 det: 1 glukos: metaller molförhållande data visar ett maximum. Eftersom instrumentering var begränsad till detektering av 14 nm porer, porstorleksfördelningar från N 2 desorptionsdata beräknades också, figur 5b. Desorption uppgifter tenderar att visa "artificiellt4; smala porstorleksfördelningar och "artificiellt" mindre porer 16; emellertid tillhandahåller desorption data mer insikt i fortskridandet av porstorleksfördelning än adsorptionsdata. Skillnaderna i porstorleksfördelningen för adsorption och desorption data bäst jämfört för 2,25: 1 glukos: metaller data i figur 5. Toppen av porstorleksfördelningen skiftar från 10 nm till 7 nm och fördelningen är smalare. Extrapolera till de 4,5: 1 uppgifter, verkar det rimligt att anta toppen av porstorleksfördelningen ligger inom 16-20 nm. Övergripande, Figur 5 visar både antalet porer och storleks av porer ökar med en ökning i glukos: metaller molförhållande.

Figur 1
Figur 1: YSZ scaffold ytarea som en funktion av mall kolkoncentration och glukos: metals molförhållande. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2: TGA kurvor i strömmande luft i xerogeler med glukos: molära metallförhållanden av 0: 1 och 4,5: 1 sintrades vid 1150 ° C i argon under 2 timmar. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 3
Figur 3: SEM-mikrofotografier av YSZ ställningar för glukos: metaller molära förhållanden av (a) 4,5: 1 och (b) 0: 1. Xerogelerna sintrades i argon vid 1150 ° C under 2 h och upphettades därefter i luft vid 700 ° C. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4: XRD av starkaste YSZ toppen för YSZ byggnadsställningar som en funktion av glukos: metaller molförhållande. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 5
Figur 5: YSZ scaffold Dollimore-Heal porstorleksfördelning som en funktion av glukos: metaller molförhållandet beräknades från (a) N 2 adsorptionsdata och (b) N 2 desorptions data.d / 55500 / 55500fig5large.jpg" target = "_ blank"> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Med denna in situ-kol schablon tillvägagångssätt kan man skapa och bevara nanomorphology i blandad metalloxiderna vid traditionella keramiska scaffold sintringstemperaturer. De resulterande ytareorna är upp till 80 gånger högre än traditionellt sintrade byggnadsställningar och upp till 4 gånger högre än byggnadsställningar tillverkade av komplexa avsättningstekniker. 14 Den propylenoxid-glukos gelsystem är mycket flexibel för avstämning av koncentrationen av mallen kol, tillåter en att systematiskt styra mall kol koncentration mellan 10 vol-% kol och praktiskt taget 100 volym% kol.

Det finns tre viktiga steg i förfarandet. Första skall det propylenoxid vara väl blandade med den vattenhaltiga lösningen för att bilda gelén (steg 1.1.4). Detta åstadkommes genom omröring vid ~ 700 rpm medan propylenoxid tillsättes. Om lösningen inte rörs turbulent, kommer propylenoxid bilda ett separat skikt ovanför the vattenhaltig lösning och gelén kommer inte att bildas. För det andra måste arbetsröret spolas med argon innan uppvärmning av röret ugn för sintring (steg 2,2). Detta åstadkoms genom att strömma argon under 15 min vid en hastighet av tredjedel av volymen av arbetsröret per minut. Dessutom måste arbetsröret vara läckagetäta för att förhindra luft från att komma in i arbetsröret under sintring. Syre från luften kommer att förstöra schablonen kol genom oxidation av kol till koldioxid. Tredje bör sintringsramphastigheten från 850 ° C till sintringstemperaturen inte överstiga 2 ° C-min -1. En snabbare ramphastighet kan leda till att ställningen för frakturer.

Majoriteten av möjliga mall kol koncentrationer kommer att resultera i en monolitisk byggnadsställning. Uppenbarligen finns det en kritisk tröskelkoncentration kol vid vilken en monolitisk byggnadsställning inte bildar eftersom de YSZ-partiklar skulle kopplas bort från varandra. Dock har detta scenario också nytta. en could ladda en traditionell liten ytarea scaffold med en hög kolkoncentration gel och utföra samma inerta sintrings procedur som beskrivits här. Resultatet skulle bli YSZ nanopartiklar dekorerade på ställningen ytan i en nanopartikel koncentration styrs av glukoskoncentrationen i gelformuleringen.

Propenoxid-gel synteser har rapporterats för ett stort antal metaller i litteraturen. 17, 18, 19 Dessutom kan propylenoxiden gel syntes rymma flera metaller i väsentligen vilken blandad metallkomposition som är önskvärd. Medan motivationen för detta arbete drevs av fastoxidbränslecellelektrod behov, är det tillvägagångssätt som tillämpas för ett brett spektrum av blandade-metall-oxider för ett brett spektrum av applikationer.

Det är viktigt att inse att om sintringstemperaturen är tillräckligt hög, metall-karbid phases kommer att bilda, stället för oxiden. Den temperatur vid vilken detta sker beror på de specifika metaller man använder. För YSZ, har vi funnit att ett zirkonium karbidfas börjar bildas runt 1150 ° C och nästan alla av zirkonium är i form av zirkoniumkarbid genom 1400 ° C. 14 För sintringstemperaturer under 1300 ° C, återgår alla av zirkonium tillbaka till YSZ fas vid mall kol avlägsnande genom oxidation. För sintring temperaturer över 1300 ° C, observerar vi små mängder av en monoklin zirkoniumoxid fas. Det är troligt att ovan 1300 ° C, är några zirkonium karbidpartiklar tillräckligt åtskilda från yttrium så att upphettning i luft till 700 ° C är inte tillräckligt värmeenergi för fullständig upplösning av zirkonium tillbaka in YSZ. Vår grupp är för närvarande överväger alternativa sintrings miljöer för att minska karbidbildning samtidigt som mall kol under sintringen.

Kortfattatmary har propylenoxid-glukos gelsystem enastående flexibilitet vid specificering det oorganiska: organiska förhållandet, typen av metaller, och den blandade-metallkompositionen för att realisera hög ytarea blandas-metall-oxid nanomorphologies vid höga temperaturer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Vi har inget att lämna ut.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av Wake Forest kemi Institutionen och Wake Forest Center for Energy, miljö och hållbar utveckling (CEES). Vi tackar Charles Mooney och Analytical Instrumentation Facility av State University North Carolina för att få hjälp med SEM avbildning.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Zirconium(IV) chloride, 99.5+% Alfa Aesar 12104 Air sensitive
Yttium(III) nitrate hexadydrate, 99.9% Alfa Aesar 12898 Oxidizer
D+ Glucose Anhydrous, ≥99.5% US Biological Life Sciences G3050
(±)-Propylene Oxide, ≥99% Sigma Aldrich 110205 Extremely flammable
Ethanol 200 Proof Decon Laboratories, Inc. 2716GEA
Argon, 99.997% Airgas AR 300 Industrial grade

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Badwal, S. P. S., Giddey, S. S., Munnings, C., Bhatt, A. I., Hollenkamp, A. F. Emerging electrochemical energy conversion and storage technologies. Front. Chem. 2 (79), 1-28 (2014).
  2. Gross, M. D., Vohs, J. M., Gorte, R. J. An examination of SOFC anode functional layers based on ceria in YSZ. J. Electrochem. Soc. 154 (7), B694-B699 (2007).
  3. Smith, B. H., Gross, M. D. A highly conductive oxide anode for solid oxide fuel cells. Electrochem. Solid-State Lett. 14 (1), B1-B5 (2011).
  4. Vo, N. M., Gross, M. D. The effect of vanadium deficiency on the stability of Pd and Pt catalysts in lanthanum strontium vanadate solid oxide fuel cell anodes. J. Electrochem. Soc. 159 (5), B641-B646 (2012).
  5. Sholklapper, T. Z., Jacobson, C. P., Visco, S. J., De Jonghe, L. C. Synthesis of dispersed and contiguous nanoparticles in solid oxide fuel cell electrodes. Fuel Cells. 8 (5), 303-312 (2008).
  6. Jiang, Z., Xia, C., Chen, F. Nano-structured composite cathodes for intermediate-temperature solid oxide fuel cells via an infiltration/impregnation technique. Electrochim. Acta. 55 (11), 3595-3605 (2010).
  7. Zhan, Z., Bierschenk, D. M., Cronin, J. S., Barnett, S. A. A reduced temperature solid oxide fuel cell with nanostructured anodes. Energy Environ. Sci. 4, 3951-3954 (2011).
  8. Gross, M. D., Vohs, J. M., Gorte, R. J. Recent progress in SOFC anodes for direct utilization of hydrocarbons. J. Mater. Chem. 17, 3071-3077 (2007).
  9. Gross, M. D., Carver, K. M., Deighan, M. A., Schenkel, A., Smith, B. M., Yee, A. Z. Redox stability of SrNbxTi1-xO3-YSZ for use in SOFC anodes. J. Electrochem. Soc. 156 (4), B540-B545 (2009).
  10. Savaniu, C. D., Irvine, J. T. S. La-doped SrTiO3 as anode material for IT-SOFC. Solid State Ionics. 192 (1), 491-493 (2011).
  11. Choi, S., Shin, J., Kim, G. The electrochemical and thermodynamic characterization of PrBaCo2-xFexO5+δ (x=0,0.5,1) infiltrated into yttria-stabilized zirconia scaffold as cathodes for solid oxide fuel cells. J. Power Sources. 201, 10-17 (2012).
  12. Kungas, R., Kim, J. S., Vohs, J. M., Gorte, R. J. Restructuring porous YSZ by treatment in hydrofluoric acid for use in SOFC cathodes. J. Am. Ceram. Soc. 94 (7), 2220-2224 (2011).
  13. Jung, W., Dereux, J. O., Chueh, W. C., Hao, Y., Haile, S. M. High electrode activity of nanostructured, columnar ceria films for solid oxide fuel cells. Energy Environ. Sci. 5, 8682-8689 (2012).
  14. Cottam, M., Muhoza, S., Gross, M. D. Preserving nanomorphology in YSZ scaffolds at high temperatures via in situ carbon templating of hybrid materials. J. Amer. Ceram. Soc. 99 (8), 2625-2631 (2016).
  15. Alves, L. A., Silva, J. B. A., Giulietti, M. Solubility of D-Glucose in Water and Ethanol/Water Mixtures. J. Chem. Eng. Data. 52, 2166-2170 (2007).
  16. Thommes, M., Smarsly, B., Groenewolt, M., Ravikovitch, P. I., Neimark, A. V. Adsorption hysteresis of nitrogen and argon in pore networks and characterization of novel micro- and mesoporous silicas. Langmuir. 22, 756-764 (2006).
  17. Chervin, C. N., et al. A non-alkoxide sol-gel method for the preparation of homogeneous nanocrystalline powders of La0.85Sr0.15MnO3. Chem. Mater. 18, 1928-1937 (2006).
  18. Clapsaddle, B. J., Sprehn, D. W., Gash, A. E., Satcher, J. H. Jr, Simpson, R. L. A versatile sol-gel synthesis route to metal-silicon mixed oxide nanocomposites that contain metal oxides as a major phase. J. Non-Crystalline Solids. 350, 173-181 (2004).
  19. Gash, A. E., et al. Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts. Chem. Mater. 13, 999-1007 (2001).

Tags

Engineering fastoxidbränslecell yttriumoxidstabiliserad zirkoniumoxid, xerogel porös sammansatt nanostruktur
High Temperature Fabrication av nanostrukturerade yttriumoxidstabiliserad-zirkonium (YSZ) Ställningar av<em&gt; In Situ</em&gt; Carbon schablon xerogeler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Muhoza, S. P., Cottam, M. A., Gross, More

Muhoza, S. P., Cottam, M. A., Gross, M. D. High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels. J. Vis. Exp. (122), e55500, doi:10.3791/55500 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter