Eş Zamanlı Yb ve Dy Katkılanmış CeO2 Elektrolitinin Hidrotermal Yöntem ile Sentezi ve Kristal Yapı Analizi

Bu çalışmada, farklı katkı türlerinin, farklı oranlarda seryum oksit içerisine katkılanması ile kristal yapı değişiklikleri incelenmiştir. Katkı türleri olarak lantan grubu elementi olan Yb ve Dy kullanılmıştır. Öncelikli olarak katkı miktarı %20 olacak şekilde katkılamalar yapılmış, katkı miktarı ve katkı türüne ait yarıçap değerlerinin kristal yapı üzerinde etkisi değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, toplam katkı oranı %10 düşürülmüştür. Sentez işlemlerinde hidrotermal yöntem kullanılmıştır. Sinterleme işlemleri, 300,600 ve 900 oC sıcaklıklarda gerçekleştirilerek kristal yapı aydınlatmasında ise XRD kullanılmıştır. Tanecik boyutu ve element analizi SEM-EDS ile yapılmıştır. Yapılan analiz çalışmaları neticesinde, hidrotermal yöntem ile toplam katkı oranın %10 olan Ce0.9Yb0.05Dy0.05O2 bileşiğinin kübik kristal örgüye sahip olduğu bulgulanmıştır. Seramik elektrolit yapımında Ce0.9Yb0.05Dy0.05 O2 bileşiğinin kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Anahtar Kelimeler:

Seramik elektrolit, hidrotermal

Synthesis of Dy and Yb Co-Doped CeO2 by Hydrothermal Method and Crystal Structure Analysis

In this study, crystal structure changes were investigated by dope types into cerium oxide in different ratios. The lanthanum group elements, Yb and Dy, were used as dope types. The contribution amount was 20%, and the effect of the additive and dope type on the crystal structure was evaluated. According to the findings, the total contribution rate was reduced by 10%. The hydrothermal method was used in the synthesis process. Sintering processes were carried out at 300, 600, and 900 oC temperatures and XRD were used in crystal structure determination. The particle size and element analysis were performed with SEM-EDS. As a result of the analysis studies, it was found that the total contribution rate of Ce0.9Yb0.05Dy0.05 O2with the hydrothermal method has a cubic crystal lattice. It was concluded that Ce0.9Yb0.05Dy0.05 O2compound could be used in the construction of ceramic electrolyte.

___

  • Gómez, S. Y., Hotza, D. 2016. “Current developments in reversible solid oxide fuel cells”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 61, 155-174.
  • Khandkar, A., Hartvigsen, J., Elangovan, S. 2000. “A techno-economic model for SOFC power systems”, Solid State Ionics, 135(1-4), 325-330.
  • Bompard, E., Napoli, R., Wan, B., Orsello, G. 2008. “Economics evaluation of a 5 kW SOFC power system for residential use”, International Journal of Hydrogen Energy, 33(12), 3243-3247.
  • Mahato, N., Banerjee, A., Gupta, A., Omar, S., Balani, K. 2015. “Progress in material selection for solid oxide fuel cell technology: A review.” Progress in Materials Science, 72, 141-337.
  • Badwal, S. P. S., Foger, K. 1996. “Solid oxide electrolyte fuel cell review”, Ceramics International, 22(3), 257-265.
  • Goodenough, J. B. 2003. “Oxide-ion electrolytes. Annual review of materials research”, 33(1), 91-128.
  • Shuk, P., Wiemhöfer, H. D., Guth, U. ̈., Göpel, W., Greenblatt, M. 1996. “Oxide ion conducting solid electrolytes based on Bi2O3”, Solid State Ionics, 89(3-4), 179-196.
  • Chou, C. C., Huang, C. F., Yeh, T. H. 2013. “Investigation of ionic conductivities of CeO2-based electrolytes with controlled oxygen vacancies”, Ceramics International, 39, S627-S631.
  • Mendiuk, O., Nawrocki, M., Kepinski, L. 2016. “The synthesis of Ce1− xLnxO2− y (Ln= Pr, Sm, Gd, Tb) nanocubes by hydrothermal methods”, Ceramics International, 42(1), 1998-2012.
  • Cesário, M. R., Savary, E., Marinel, S., Raveau, B., Caignaert, V. 2016. “Synthesis and electrochemical performance of Ce1− xYbxO2− x/2 solid electrolytes: The potential of microwave sintering”, Solid State Ionics, 294, 67-72.
  • Anjaneya, K. C., Nayaka, G. P., Manjanna, J., Govindaraj, G., Ganesha, K. N. 2013. “Preparation and characterization of Ce1− xGdxO2− δ (x= 0.1–0.3) as solid electrolyte for intermediate temperature SOFC”, Journal of Alloys and Compounds, 578, 53-59.
  • Steele, B. C. 2000. “Appraisal of Ce1− yGdyO2− y/2 electrolytes for IT-SOFC operation at 500° C”, Solid state ionics, 129(1-4), 95-110.
  • Moure, A., Castro, A., Martinez, I., Moure, C., Tartaj, J. 2012. “Synthesis, sintering and ionic conductivity of scandia-doped ceria ceramic materials obtained by different procedures”, Ceramics International, 38(7), 5907-5914.
  • Wang, X. W., Chen, J. G., Tian, Y. W., Wang, X. E., Zhang, B. H., Chang, X. H. 2016. “Lattice strain dependent on ionic conductivity of Ce0. 8+ xY0. 2− 2xSrxO1. 9 (x= 0–0.08) electrolyte”, Solid State Ionics, 296, 85-89.
  • Kahlaoui, M., Chefi, S., Inoubli, A., Madani, A., Chefi, C. 2013” Synthesis and electrical properties of co-doping with La3+, Nd3+, Y3+, and Eu3+ citric acid-nitrate prepared samarium-doped ceria ceramics”, Ceramics International, 39(4), 3873-3879.
  • Ramesh, S., Raju, K. J. 2012. “Preparation and characterization of Ce1− x (Gd0. 5Pr0. 5) xO2 electrolyte for IT-SOFCs”, International Journal of Hydrogen Energy, 37(13), 10311-10317.
  • Madhusudan, C., Kasarapu, V., Chittimadula, M., Reddy, Y. S., Reddy, C. V. “Synthesis and characterization of Y and Dy co-doped ceria solid electrolytes for IT-SOFCs: a microwave sintering” Rare Metals, 1-8.
  • Arabacı, A., Öksüzömer, M. F. 2012. “Preparation and characterization of 10 mol% Gd doped CeO2 (GDC) electrolyte for SOFC applications”, Ceramics International, 38(8), 6509-6515.
  • Ozlu, H., Cakar, S., Bilir, C., Ersoy, E., Turkoglu, O. 2014. “Synthesis and characterization of γ-Bi 2 O 3 based solid electrolyte doped with Nb 2 O 5”, Bulletin of Materials Science, 37(4), 843-848.
  • Kim, G., Lee, N., Kim, K. B., Kim, B. K., Chang, H., Song, S. J., Park, J. Y. 2013. “Various synthesis methods of aliovalent-doped ceria and their electrical properties for intermediate temperature solid oxide electrolytes”, International Journal of Hydrogen Energy, 38(3), 1571-1587.
  • Kerli, S., Alver, U., Yaykasli, H., Avar, B., Tanriverdi, A., Kursun, C. 2013.” Synthesis of Fluorine Doped Zinc Oxide Particles by Hydrothermal Method”, Asian Journal of Chemistry, 25(13), 7539.
  • Panahi-Kalamuei, M., Alizadeh, S., Mousavi-Kamazani, M., Salavati-Niasari, M. 2015. “Synthesis and characterization of CeO2 nanoparticles via hydrothermal route”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21, 1301-1305.
  • shodhganga.inflibnet.ac.in/jspui/.../12_chapter%205.pdf
  • http://abulafia.mt.ic.ac.uk/shannon/ptable.php
Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 1307-9085
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2008
  • Yayıncı: Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Tüm Üç Hücreli Biyolojik Sinir Ağı Motiflerinin Kısa- ve Uzun Dönem Bellek Davranışının İncelenmesi

Ahmet TURAN, Temel KAYIKÇIOĞLU

Akış-Enjeksiyon Analiz Tekniği ile UV Dedektör Kullanılarak İlaçlarda Asemetasin Tayini

Gülşah SAYDAN KANBEROĞLU, Erol ŞENER, Muzaffer TUNCEL, Zühre ŞENTÜRK

Weyl Manifoldları Üzerindeki Concircular Tasvirlerin Bazı Uygulamaları

Fusun NURCAN

Bazı Nükleer Reaktör Kontrol Çubuğu Malzemelerinde Yüklü Parçacık Giricilik Mesafesi ve Kütle Durdurma Gücü Hesaplamaları

Mert ŞEKERCİ, Hasan ÖZDOĞAN, Abdullah KAPLAN

Seçilen Bitkilerin DMSO Özütlerinin Antibiyotik Dirençli Klinik İzolatlara Karşı Antibakteriyel Aktivitesi

Ayşegül SARAL, Uğur KARDİL, Azer ÖZAD DÜZGÜN

Alzheimer Hastalığının Tedavisinde Kullanılan İlaçlar ve Yeni Yaklaşımlar

Azime Berna Özçelik, Mevlüt Akdağ, Muhammed Ergün, Mehtap UYSAL

Bir Nanoakışkanın Farklı pH Değerlerindeki Isı Transfer Katsayılarının Belirlenmesi ve Karar Ağacı Algoritması ile Modellenmesi

Mehmet DAS, Ahmet Beyzade DEMİRPOLAT

Şırnak Bölgesi'ndeki Halk Arasında Tıbbi Amaçlı Kullanılan Bazı Bitkilerin Antioksidan Ve Biyolojik Aktivitelerinin Belirlenmesi

Şule CEYLAN, Resul YARAR, Yasemin CAMADAN, Özlem SARAL, Özge ÖZŞEN

Temel Bileşenler Analizi ve Yanıt Yüzey Yöntemi Kullanılarak Gıda Sektöründe Çoklu Yanıtların Optimizasyonu

Deniz OZONUR, Duygu KILIÇ, Hatice Tul Kubra AKDUR, Hülya BAYRAK

İntramedüller Çivilerin Statik ve Dinamik Eğilme Özelliklerinin Deneysel ve Teorik Olarak İncelenmesi

Halim KOVACI