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Isothermal relaxation kinetics for the reduction and oxidation of SrFeO3 based perovskites

Bulfin, Brendan und Vieten, Josua und Richter, Sebastian und Naik, J. Madhusudhan und Patzke, Greta und Roeb, Martin und Sattler, Christian und Steinfeld, Aldo (2020) Isothermal relaxation kinetics for the reduction and oxidation of SrFeO3 based perovskites. Physical Chemistry Chemical Physics, 22, Seiten 2466-2474. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/C9CP05771D. ISSN 1463-9076.

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2MB

Offizielle URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/CP/C9CP05771D#!divAbstract

Kurzfassung

The perovskite oxide SrFeO3 has favourable redox properties for oxygen exchange applications, including oxygen separation and oxygen production chemical looping cycles. For such applications, lower temperature operation can improve the energy demand and feasibility of the process, but can also lead to kinetic limitations. Here we investigate the oxidation and reduction reaction kinetics of SrFeO3 in the temperature range 450–750 K. Isothermal relaxation techniques are used to observe the reaction rates across this temperature range, using a thermogravimetric analysis system. Experimental data are analysed according to an isoconversional method and fit with a simple power law model to extract activation energies. The apparent activation energy of oxidation and reduction was found to be 92 ± 16 and 144 ± 17 kJ mol−1 respectively. Comparison of oxidation and reduction kinetics together with considerations of particle size indicate that the oxidation reaction rate may be limited by diffusion in the bulk, while the reduction reaction rate is limited by the surface reaction. Furthermore, we also investigated the mixed perovskite Sr0.93Ca0.07Fe0.9Co0.1O3, which exhibited a 4-fold increase in the oxidation rate.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135148/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Isothermal relaxation kinetics for the reduction and oxidation of SrFeO3 based perovskites
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bulfin, BrendanETH Zürichhttps://orcid.org/0000-0001-9361-0075NICHT SPEZIFIZIERT
Vieten, JosuaJosua.Vieten (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2060-2039NICHT SPEZIFIZIERT
Richter, SebastianSebastian.Richter (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Naik, J. MadhusudhanUniversität Zürichhttps://orcid.org/0000-0001-8274-4158NICHT SPEZIFIZIERT
Patzke, GretaUniversität Zürichhttps://orcid.org/0000-0003-4616-7183NICHT 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
Steinfeld, AldoETH Zürichhttps://orcid.org/0000-0001-7797-686XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:6 Januar 2020
Erschienen in:Physical Chemistry Chemical Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:22
DOI:10.1039/C9CP05771D
Seitenbereich:Seiten 2466-2474
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:1463-9076
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Isothermal relaxation kinetics; perovskites; solar; thermochemistry
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:09 Okt 2020 10:36
Letzte Änderung:09 Okt 2020 10:36

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