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A Novel Method for the Preparation of Fibrous CeO2–ZrO2–Y2O3 Compacts for Thermochemical Cycles

Knoblauch, Nicole und Mechnich, Peter (2021) A Novel Method for the Preparation of Fibrous CeO2–ZrO2–Y2O3 Compacts for Thermochemical Cycles. Crystals, 11 (8). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/cryst11080885. ISSN 2073-4352.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2073-4352/11/8/885

Kurzfassung

Zirconium-Yttrium-co-doped ceria (Ce0.85Zr0.13Y0.02O1.99) compacts consisting of fibers with diameters in the range of 8–10 µm have been successfully prepared by direct infiltration of commercial YSZ fibers with a cerium oxide matrix and subsequent sintering. The resulting chemically homogeneous fiber-compacts are sinter-resistant up to 1923 K and retain a high porosity of around 58 vol% and a permeability of 1.6–3.3 × 10−10 m² at a pressure gradient of 100–500 kPa. The fiber-compacts show a high potential for the application in thermochemical redox cycling due its fast redox kinetics. The first evaluation of redox kinetics shows that the relaxation time of oxidation is five times faster than that of dense samples of the same composition. The improved gas exchange due to the high porosity also allows higher reduction rates, which enable higher hydrogen yields in thermochemical water-splitting redox cycles. The presented cost-effective fiber-compact preparation method is considered very promising for manufacturing large-scale functional components for solar-thermal high-temperature reactors.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147809/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Novel Method for the Preparation of Fibrous CeO2–ZrO2–Y2O3 Compacts for Thermochemical Cycles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Knoblauch, NicoleNicole.Knoblauch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mechnich, PeterPeter.Mechnich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4689-8197NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2021
Erschienen in:Crystals
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.3390/cryst11080885
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Crystalline Ceramics
ISSN:2073-4352
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Redox Ceramics CeO2
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Struktur- und Funktionskeramik
Hinterlegt von: Mechnich, Dr.rer.nat. Peter
Hinterlegt am:11 Jan 2022 09:08
Letzte Änderung:17 Jan 2022 09:17

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