Structural, morphological and electrical properties of multi-doped calcium phosphate materials as solid electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells
Authorized Users Only
2018
Authors
Mirković, Miljana M.Došen, Anja M.
Erić, Suzana
Stojmenović, Marija
Matović, Branko
Rosić, Aleksandra
Article (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
Modified solution precipitation method was used to prepare pure and doped Mg, Sr and Na hydroxyapatite type materials (CaP, CaMgP and CaSrNaP). Modification consisted of partial substitution of nitrates by acetate solution in order to achieve a more soluble and cost effective synthesis. The obtained samples were calcined at 400 degrees C (CaP400, CaMgP400 and CaSrNaP400). All powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Calcined samples were densified at 1000 degrees C in an air for 3 h (CaP1000, CaMgP1000 and CaSrNaP1000). Sintered samples were characterized by XRPD, FTIR, SEM, EDS and complex impedance methods. The highest conductivity was found for the multi-doped phosphate sample (CaSrNaP1000) at 700 degrees C (1.90x10(-3)Omega(-1)cm(-1)). The corresponding activation energies of conductivity amounted to 0.31 eV in the temperature range 500-700 degrees C.
Метода таложне титрације коришћена је за добијање чистог и допираног хидроксиапатита јонима Sr, Mg и Na (CaP, CaMgP and CaSrNaP). За синтезу супституисаних хидроксиапатитских материјала коришћена је модификована таложна метода у односу на досада познате методе. Због боље растворљивости и знатно веће исплативости коришћени су раствори ацетата уместо нитрата. Синтетисани материјали су калцинисани на 400 °C, а затим окарактерисани
рендгенском дифракцијом, инфра црвеном спектроскопијом са Фуријеовом трансформацијом и скенирајућом електронском микроскопијом. Калцинисани узорци су синтеровани на 1000 °C са задржавањем од 3 сата у атмосфери ваздуха (CaP1000, CaMgP1000 and CaSrNaP1000). Синтеровани материјали окарактерисани су: рендгенском дифракцијом на поликристалном узорку, инфрацрвеном спекторскопијом са Фуријеовом трансформацијом и скенирајућом електронском микроскопијом са енергетско дисперзивном анализом као и методе комплексне импендансе. Највећа проводљивост добијена је на температур...и од 700 °C и износи 1.90×10-3 Ω-1cm-1 за мешовито допирани фосфатни материјал (CaSrNaP1000). Добијене активационе енергије проводљивости износе 0.31 eV у температурном опсегу од 500-700 ºC.
Keywords:
electrical conductiv / sintering / X-ray diffraction / phosphate materials / fuel cellsSource:
Science of Sintering, 2018, 50, 1, 95-109Funding / projects:
- Synthesis, processing and characterization of nanostructured materials for application in the field of energy, mechanical engineering, environmental protection and biomedicine (RS-45012)
- Magmatism and geodynamics of the Balkan Peninsula from Mesozoic to present day: significance for the formation of metallic and non-metallic mineral deposits (RS-176016)
DOI: 10.2298/SOS1801095M
ISSN: 0350-820X
WoS: 000429909100009
Scopus: 2-s2.0-85053889178
Collections
Institution/Community
VinčaTY - JOUR AU - Mirković, Miljana M. AU - Došen, Anja M. AU - Erić, Suzana AU - Stojmenović, Marija AU - Matović, Branko AU - Rosić, Aleksandra PY - 2018 UR - https://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/7647 AB - Modified solution precipitation method was used to prepare pure and doped Mg, Sr and Na hydroxyapatite type materials (CaP, CaMgP and CaSrNaP). Modification consisted of partial substitution of nitrates by acetate solution in order to achieve a more soluble and cost effective synthesis. The obtained samples were calcined at 400 degrees C (CaP400, CaMgP400 and CaSrNaP400). All powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Calcined samples were densified at 1000 degrees C in an air for 3 h (CaP1000, CaMgP1000 and CaSrNaP1000). Sintered samples were characterized by XRPD, FTIR, SEM, EDS and complex impedance methods. The highest conductivity was found for the multi-doped phosphate sample (CaSrNaP1000) at 700 degrees C (1.90x10(-3)Omega(-1)cm(-1)). The corresponding activation energies of conductivity amounted to 0.31 eV in the temperature range 500-700 degrees C. AB - Метода таложне титрације коришћена је за добијање чистог и допираног хидроксиапатита јонима Sr, Mg и Na (CaP, CaMgP and CaSrNaP). За синтезу супституисаних хидроксиапатитских материјала коришћена је модификована таложна метода у односу на досада познате методе. Због боље растворљивости и знатно веће исплативости коришћени су раствори ацетата уместо нитрата. Синтетисани материјали су калцинисани на 400 °C, а затим окарактерисани рендгенском дифракцијом, инфра црвеном спектроскопијом са Фуријеовом трансформацијом и скенирајућом електронском микроскопијом. Калцинисани узорци су синтеровани на 1000 °C са задржавањем од 3 сата у атмосфери ваздуха (CaP1000, CaMgP1000 and CaSrNaP1000). Синтеровани материјали окарактерисани су: рендгенском дифракцијом на поликристалном узорку, инфрацрвеном спекторскопијом са Фуријеовом трансформацијом и скенирајућом електронском микроскопијом са енергетско дисперзивном анализом као и методе комплексне импендансе. Највећа проводљивост добијена је на температури од 700 °C и износи 1.90×10-3 Ω-1cm-1 за мешовито допирани фосфатни материјал (CaSrNaP1000). Добијене активационе енергије проводљивости износе 0.31 eV у температурном опсегу од 500-700 ºC. T2 - Science of Sintering T1 - Structural, morphological and electrical properties of multi-doped calcium phosphate materials as solid electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells VL - 50 IS - 1 SP - 95 EP - 109 DO - 10.2298/SOS1801095M ER -
@article{ author = "Mirković, Miljana M. and Došen, Anja M. and Erić, Suzana and Stojmenović, Marija and Matović, Branko and Rosić, Aleksandra", year = "2018", abstract = "Modified solution precipitation method was used to prepare pure and doped Mg, Sr and Na hydroxyapatite type materials (CaP, CaMgP and CaSrNaP). Modification consisted of partial substitution of nitrates by acetate solution in order to achieve a more soluble and cost effective synthesis. The obtained samples were calcined at 400 degrees C (CaP400, CaMgP400 and CaSrNaP400). All powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Calcined samples were densified at 1000 degrees C in an air for 3 h (CaP1000, CaMgP1000 and CaSrNaP1000). Sintered samples were characterized by XRPD, FTIR, SEM, EDS and complex impedance methods. The highest conductivity was found for the multi-doped phosphate sample (CaSrNaP1000) at 700 degrees C (1.90x10(-3)Omega(-1)cm(-1)). The corresponding activation energies of conductivity amounted to 0.31 eV in the temperature range 500-700 degrees C., Метода таложне титрације коришћена је за добијање чистог и допираног хидроксиапатита јонима Sr, Mg и Na (CaP, CaMgP and CaSrNaP). За синтезу супституисаних хидроксиапатитских материјала коришћена је модификована таложна метода у односу на досада познате методе. Због боље растворљивости и знатно веће исплативости коришћени су раствори ацетата уместо нитрата. Синтетисани материјали су калцинисани на 400 °C, а затим окарактерисани рендгенском дифракцијом, инфра црвеном спектроскопијом са Фуријеовом трансформацијом и скенирајућом електронском микроскопијом. Калцинисани узорци су синтеровани на 1000 °C са задржавањем од 3 сата у атмосфери ваздуха (CaP1000, CaMgP1000 and CaSrNaP1000). Синтеровани материјали окарактерисани су: рендгенском дифракцијом на поликристалном узорку, инфрацрвеном спекторскопијом са Фуријеовом трансформацијом и скенирајућом електронском микроскопијом са енергетско дисперзивном анализом као и методе комплексне импендансе. Највећа проводљивост добијена је на температури од 700 °C и износи 1.90×10-3 Ω-1cm-1 за мешовито допирани фосфатни материјал (CaSrNaP1000). Добијене активационе енергије проводљивости износе 0.31 eV у температурном опсегу од 500-700 ºC.", journal = "Science of Sintering", title = "Structural, morphological and electrical properties of multi-doped calcium phosphate materials as solid electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells", volume = "50", number = "1", pages = "95-109", doi = "10.2298/SOS1801095M" }
Mirković, M. M., Došen, A. M., Erić, S., Stojmenović, M., Matović, B.,& Rosić, A.. (2018). Structural, morphological and electrical properties of multi-doped calcium phosphate materials as solid electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells. in Science of Sintering, 50(1), 95-109. https://doi.org/10.2298/SOS1801095M
Mirković MM, Došen AM, Erić S, Stojmenović M, Matović B, Rosić A. Structural, morphological and electrical properties of multi-doped calcium phosphate materials as solid electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells. in Science of Sintering. 2018;50(1):95-109. doi:10.2298/SOS1801095M .
Mirković, Miljana M., Došen, Anja M., Erić, Suzana, Stojmenović, Marija, Matović, Branko, Rosić, Aleksandra, "Structural, morphological and electrical properties of multi-doped calcium phosphate materials as solid electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells" in Science of Sintering, 50, no. 1 (2018):95-109, https://doi.org/10.2298/SOS1801095M . .