elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Materials design of perovskite solid solutions for thermochemical applications

Vieten, Josua und Bulfin, Brendan und Huck, Patrick und Guban, Dorottya und Zhu, Liya und Lu, Youjun und Persson, Kristin A. und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2019) Materials design of perovskite solid solutions for thermochemical applications. Energy & Environmental Science, 12, Seiten 1369-1384. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/c9ee00085b. ISSN 1754-5692.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB
[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
21MB

Offizielle URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EE/C9EE00085B#!divAbstract

Kurzfassung

Perovskites are excellent candidate materials as oxygen carriers in thermochemical processes. Due to their versatile composition, it is possible to fine-tune the perovskite's properties. We present a method for the rational design of AMO3−δ perovskite solid solutions with two different species on the Msite in order to tune their redox behavior. To account for the different ionic radii of different transition metal species M, two distinct ions are used in a solid solution on the A site, allowing tolerance-factor adjusted materials design. Using this methodology, we can create stable perovskites over a large range of different compositions. Leveraging the infrastructure of Materials Project, we calculate redox enthalpies for the reduction of over 240 of these Image ID:c9ee00085b-t1.gif perovskites to their brownmillerite phases based on density functional theory (DFT). We compare this data to experimentally measured data on thermodynamics of 24 of these materials to verify our theoretical framework. An empirical model is formulated for predicting the enthalpy and entropy changes as a function of the perovskites non-stoichiometry δ, which can be used to simulate the equilibrium composition as a function of temperature and oxygen partial pressure and to create a perovskite search engine based on an energetic analysis of the redox cycles. The data has been added as a contribution to MPContribs, which now includes publicly available user-controlled interactive graphs based on our theoretical and experimental data.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/131110/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Materials design of perovskite solid solutions for thermochemical applications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vieten, JosuaJosua.Vieten (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2060-2039NICHT SPEZIFIZIERT
Bulfin, BrendanETH Zürichhttps://orcid.org/0000-0001-9361-0075NICHT SPEZIFIZIERT
Huck, PatrickLawrence Berkeley National LaboratoryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guban, Dorottyadorottya.guban (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, LiyaLiya.Zhu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lu, YoujunXi’an Jiaotong UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Persson, Kristin A.Lawrence Berkeley National LaboratoryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.roeb (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9813-5135NICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 März 2019
Erschienen in:Energy & Environmental Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.1039/c9ee00085b
Seitenbereich:Seiten 1369-1384
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:1754-5692
Status:veröffentlicht
Stichwörter:perovskite, solid solutions, thermochemical application, solar
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
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
Hinterlegt von: Sattler, Prof. Dr. Christian
Hinterlegt am:22 Nov 2019 15:41
Letzte Änderung:08 Nov 2023 10:17

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.