بهبود هدايت يوني الكتروليت اكسيد سريم دوپ شده با گادالونيوم با استفاده از كمك زينتر نانو اكسيد مس

سراميك اكسيد سريم دوپ شده با گادالونيوم (GDC) به دليل هدايت يون اكسيژن بالا به عنوان الكتروليت در پيل هاي سوختي حالت جامد كاربرد زيادي دارد. در اين مطالعه تاثير نانو اكسيد مس به عنوان كمك زينتر بر خواص الكتروليت GDC شامل ريزساختار و هدايت يوني مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور، تأثير افزودن مقادير 2/0، 5/0 و 1 درصد مولي نانو اكسيد مس بر سراميكGDC سنتز شده به روش حالت جامد مطالعه شد. نتايج پراش اشعه ايكس نشان داد كه با افزودن نانو اكسيد مس به مقدار 1 درصد مولي فاز ناخالصي مربوط به تركيب CuO شناسايي مي شود. بر اساس چگالي و هدايت يوني اندازه گيري شده، مقدار 5/0 درصد مولي نانو اكسيد مس به عنوان مقدار بهينه معرفي مي گردد. با فزودن 5/0 درصد مولي نانو اكسيد مس، چگالي سراميك GDC به 97 درصد چگالي تئوري افزايش و هدايت يوني الكتروليت به مقدار 89 درصد بهبود يافت. بررسي ريزساختار نمونه ها نشان داد كه نانو اكسيد مس تاثير زيادي بر ريزساحتار سراميك GDC دارد و ريزساختاري با يكنواختي بيشتر از نظر توزيع اندازه دانه حاصل مي گردد. افزايش در هدايت يوني و كاهش در انرژي اكتيواسيون الكتروليت GDC در حضور كمك زينتر نانو اكسيد مس، مي تواند ناشي از افزايش چگالي، رشد دانه و كاهش مقاومت مرز دانه باشد.