Präparation und Charakterisierung von Au/Pd- und Au/VOx-Anoden auf YSZ–Membranen (eBook)

Studienarbeit aus dem Jahr 2004 im Fachbereich Chemie - Anorganische Chemie, Note: 1,7, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (Institut für Chemie), Sprache: Deutsch, Abstract: Für einen Elektrochemischen Membranreaktor, in dem die partielle Oxidation von Ethan untersucht werden wird, sollten die aus dem SOFC-Bereich bekannten Anodenmaterialien mit den für die Ethanoxidation in der Literatur beschriebenen Modellkatalysatoren, wie zum Beispiel Palladium oder Vanadiumoxid eingesetzt bzw. kombiniert werden und deren Leitfähigkeits- bzw. Widerstandsverhalten unter Einsatz der Elektrischen Impedanzspektroskopie charakterisiert werden.
Hierzu wurden zunächst unterschiedliche Edelmetalle als Elektrodenmaterial für YSZ-Membranen ausgewählt. Als Kathodenmaterial wurde Platin eingesetzt. Als Elektroden bzw. Katalysatoren für den Anodenbereich wurden Gold, Palladium, eine Mischung aus Gold & Palladium sowie Ammoniumvanadat verwendet.
Die Präparation der Elektroden erfolgte über ein manuelles Paintingverfahren. Für die Impedanzmessungen erfolgte die Kontaktierung der Elektroden mit Platinnetz im Kathodenbereich und Goldnetz im Anodenbereich. Als elektrische Ableitungen wurden die Netze mit Drähte des jeweils identischen Materials im Punktscheißverfahren verbunden.
Die Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften der so präparierten YSZ–Membranen erfolgte durch die Elektrochemische Impedanzspektroskopie in einem Temperaturbereich von 600 - 900 °C. Hierfür stand ein Hochtemperaturofen sowie ein Potentiostat zur Verfügung. Ziel war es, die präparierten das elektrische Verhalten der YSZ-Membranen in dem vorgegebenen Temperaturbereich in Abhängigkeit von der Temperatur zu untersuchen. Die Ergebnisse wurden in Form von Bode- und Nyquist-Plots erhalten. Es wurde deutlich, dass mit steigender Temperatur eine Abnahme des Gesamtwiderstandes einherging. Dies wurde bei allen Materialkonfigurationen beobachtet. Unterschiede waren indess bei der Ausprägung einzelner Teilwiderstände zu beobachten. Überdies konnte im Rahmen dieser Arbeit auch die kathodische und anodische Oberflächenstruktur mittels Rasterelektronenmikroskopie aufgeklärt werden.