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Redox chemistry of CaMnO3 and Ca0.8Sr0.2MnO3 oxygen storage perovskites

Bulfin, Brendan und Vieten, Josua und Starr, D.E. und Azarpira, A. und Zachäus, C. und Hävecker, M. und Skorupska, K. und Schmücker, Martin und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2017) Redox chemistry of CaMnO3 and Ca0.8Sr0.2MnO3 oxygen storage perovskites. Journal of Materials Chemistry A, 5, Seiten 7912-7919. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/C7TA00822H. ISSN 2050-7488.

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Offizielle URL: http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/TA/C7TA00822H#!divAbstract

Kurzfassung

Perovskite oxides CaMnO3 and Ca0.8Sr0.2MnO3 show continuous non-stoichiometry over a range of temperatures and oxygen partial pressures. In this work a thermobalance equipped with an oxygen pump was used to measure the equilibrium non-stoichiometry of both materials for temperatures in the range 400–1200 °C and oxygen partial pressures in the range 1–10−5 bar. Analysis of the data showed that Ca0.8Sr0.2MnO3 has a lower enthalpy of reduction and thus can be more easily reduced. The strontium added sample was also robust against a phase transition that was seen in CaMnO3 at high temperatures. A statistical thermodynamic model of the system suggests that the defects form clusters of the form Image ID:c7ta00822h-t1.gif. The oxidation kinetics were also investigated with Ca0.8Sr0.2MnO3 showing faster kinetics and maintaining activity at lower temperatures. Overall, Ca0.8Sr0.2MnO3 shows very promising properties for redox applications, including gravimetric oxygen storage up to 4% by mass, high stability and rapid reversibility, with re-oxidation in less than 1 min at 400 °C. Finally, the redox chemistry of Ca0.8Sr0.2MnO3 was also investigated using in situ X-ray photoelectron spectroscopy and near-edge X-ray absorption measurements at near ambient pressure in oxygen atmospheres.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113385/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Redox chemistry of CaMnO3 and Ca0.8Sr0.2MnO3 oxygen storage perovskites
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bulfin, Brendanbrendan.bulfin (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vieten, JosuaJosua.Vieten (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Starr, D.E.Institute of Solar Fuels, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Azarpira, A.Institute of Solar Fuels, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zachäus, C.Institute of Solar Fuels, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hävecker, M.Department of Inorganic Chemistry, Fritz Haber Institute of the Max Plank SocietyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Skorupska, K.Department of Inorganic Chemistry, Fritz Haber Institute of the Max Plank SocietyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmücker, MartinMartin.Schmuecker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.Roeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2017
Erschienen in:Journal of Materials Chemistry A
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.1039/C7TA00822H
Seitenbereich:Seiten 7912-7919
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:2050-7488
Status:veröffentlicht
Stichwörter:perovskites, redox chemistry,oxygen storage, syncrotron, BESSY
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
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DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Institut für Werkstoff-Forschung > Struktur- und Funktionskeramik
Hinterlegt von: Sattler, Prof. Dr. Christian
Hinterlegt am:09 Aug 2017 10:44
Letzte Änderung:08 Nov 2023 15:09

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