Interplay of Chemical, Electronic, and Structural Effects in the Triple-Conducting BaFeO3–Ba(Zr,Y)O3 Solid Solution

氧烷 固溶体 材料科学 电子结构 扩展X射线吸收精细结构 离子键合 分析化学(期刊) 电解质 拉曼光谱 电导率 快离子导体 钙钛矿(结构) 无机化学 化学 物理化学 光谱学 吸收光谱法 结晶学 电极 离子 计算化学 物理 光学 量子力学 有机化学 色谱法 冶金
作者
Giulia Raimondi,Rotraut Merkle,Alessandro Longo,Francesco Giannici,Olivier Mathon,Christoph J. Sahle,Joachim Maier
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:35 (21): 8945-8957 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.3c01538
摘要

Triple-conducting oxides with mobile protons, oxygen vacancies, and holes are key functional materials for protonic ceramic fuel/electrolysis cells. We comprehensively investigate the Ba(Zr,Y,Fe)O3−δ perovskite solid solution series ranging from electrolyte to electrode-type materials depending on iron content. From thermogravimetry and impedance spectroscopy, the proton and oxygen vacancy concentrations as well as electronic and ionic conductivities are determined. X-ray spectroscopy (Fe K-edge XANES, O K-edge Raman scattering, Fe, Zr, Y K-edge EXAFS) elucidates the finer features of the electronic structure and local distortions. A low Fe content of ≤10% strongly decreases the degree of hydration, while comparably high Fe concentrations of ≥70% are required to obtain an electronic conductivity sufficient for an electrode material. The transport of ionic and electronic carriers is interrelated in a complex way and is closely linked to details of the electronic structure (strength of Fe–O hybridization) and geometrical distortions (Fe–O–Fe and Fe–O-(Zr,Y) buckling). As a result, an optimum combination of proton concentration and electronic conductivity is not obtained in the middle of the solid solution series but rather found for Fe-rich materials with 20–30% doping with oversized, redox-inactive cations. A similar behavior is also expected for related solid solutions between a large-band gap electrolyte and small-band gap redox-active perovskites.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
烟花应助树薯采纳,获得10
刚刚
领导范儿应助魔幻的可乐采纳,获得10
刚刚
1秒前
tom发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
CipherSage应助帕提麦采纳,获得10
1秒前
April发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
hhh完成签到,获得积分10
2秒前
优美天德完成签到,获得积分10
2秒前
搜集达人应助Zyq采纳,获得10
3秒前
天天快乐应助tuyfytjt采纳,获得10
3秒前
fkdbdy发布了新的文献求助10
3秒前
SciGPT应助硕shuo采纳,获得10
3秒前
JUSTDOIT完成签到,获得积分10
3秒前
多年以后完成签到,获得积分10
3秒前
迪兒发布了新的文献求助10
4秒前
hmyh1202发布了新的文献求助10
4秒前
香蕉觅云应助tejing1158采纳,获得10
4秒前
5秒前
Ly发布了新的文献求助10
5秒前
sixwin完成签到,获得积分10
6秒前
Ava应助April采纳,获得10
6秒前
Owen应助欢喜的跳跳糖采纳,获得20
7秒前
dong完成签到,获得积分10
7秒前
马马马发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
XinAn发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
在水一方应助hj采纳,获得10
7秒前
7秒前
丘比特应助飞鸿影下采纳,获得10
7秒前
7秒前
今天也要开心呀完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
molihuakai应助体贴的手链采纳,获得10
8秒前
传奇3应助Yixuan_Zou采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助晏旭采纳,获得10
10秒前
核桃发布了新的文献求助30
10秒前
AceeD完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7762965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9307549
关于积分的说明 20301046
捐赠科研通 7347483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3313806
关于科研通互助平台的介绍 2463688
邀请新用户注册赠送积分活动 2327970