Sie sind hier
E-Book

Elektrochemische Ceroxid-Funktionsschichten hergestellt durch Sol-Gel-Verfahren

Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen elektrochemischem Verhalten und Herstellung beziehungsweise Nachbehandlung

AutorStefan Krebs
VerlagCuvillier Verlag
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl284 Seiten
ISBN9783736921795
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis28,00 EUR
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, CeO2-Schichten durch Sol-Gel-Verfahren herzustellen und das elektrochemische Verhalten dieser Schichten zu charakterisieren. Als elektrochemische Untersuchungsmethoden wurden die Zyklovoltammetrie, galvanostatische Messungen, Potentialsprungmessungen und die Impedanzspektroskopie eingesetzt. CeO2-Elektroden werden technisch in elektrochromen Anwendungen eingesetzt. Dabei handelt es sich prinzipiell um elektrochemische Zellen mit einer elektrochromen Elektrode (z.B. WO3) und einer Gegenelektrode (z.B. CeO2), in die Li+-Ionen reversibel und ohne Farbänderung interkaliert werden können. Die zur CeO2-Schichtherstellung verwendeten Glassubstrate wurden zur elektrischen Kontaktierung dieser Schichten mit antimondotiertem SnO2 („ATO“) besputtert. Das für das Dip-Coating verwendete Sol wurde auf der Basis anorganischer Chemikalien präpariert. REM-Untersuchungen und zyklovoltammetrische Messungen deuteten auf eine durch nanometergroße Partikel dicht gepackten Funktionsschicht hin. Unterschiedlich präparierte CeO2-Elektroden sowie zum Vergleich eine Platin- und eine ATO-Elektrode sind sowohl unter Verwendung von wässrigen Elektrolyten (0,1M LiOH, KOH, NH3 und LiClO4) als auch des nicht-wässrigen Elektrolyten aus 0,1M LiClO4 in Propylencarbonat („PC“) elektrochemisch untersucht worden. Es konnte gezeigt werden, dass an einer CeO2-Elektrode prinzipiell andere elektrochemische Vorgänge ablaufen als an einer Platin- und an einer ATO-Elektrode, nämlich eine Interkalation bzw. Deinterkalation von Lithiumionen. Bei allen Elektroden entstehen jedoch bei Verwendung des nicht-wässrigen Elektrolyten bei sehr negativen Elektrodenpotentialen Oberflächenbedeckungen durch die Zersetzung des Lösungsmittels Propylencarbonat. Durch galvanostatische Untersuchungen wurde die maximal interkalierbare Ladungsmenge bei einer 50 nm dicken CeO2-Schicht zu 12,5 mC/cm2 bestimmt, was einer Interkalationskonzentration von 1,6 ∙ 1022 Li+-Ionen pro cm3 CeO2 entspricht. Eine CeO2-Schicht im Kontakt mit einem Elektrolyten zeigte einen deutlichen Alterungsprozess. Beim nicht-wässrigen Elektrolyten konnte durch Polarisation auf ein sehr positives Elektrodenpotential oder durch eine wiederholte Temperung die „Reaktivierung“ einer gealterten Elektrode hinsichtlich der interkalierbaren Ladungsmenge erreicht werden. Bei allen elektrochemischen Untersuchungsmethoden zeigte sich, dass die Interkalation kinetisch stärker gehemmt ist als die Deinterkalation. Ein möglichst großer Interkalationsgrad wurde dann erreicht, wenn der Zeitraum für die Interkalation verlängert wurde. Die Interkalation findet also kinetisch bedingt nur innerhalb einer „effektiven“ Schichtdicke statt. Im Rahmen eines Modells wurde der Interkalationsvorgang innerhalb dieser „effektiven“ Schichtdicke beschrieben. Die Ergebnisse zyklovoltammetrischer und galvanostatischer Messungen wiesen darauf hin, dass es zwei Potentialbereiche gibt, bei denen die Interkalation und Deinterkalation stattfinden. Auf dieser Basis wurde ein Modell einer „Zustandsdichtefunktion“ der Interkalationsplätze in einer CeO2-Schicht aufgestellt. Durch Anwendung einer potentialabhängigen Verteilungsfunktion wurde numerisch der funktionale Zusammenhang zwischen Interkalationsgrad und Elektrodenpotential berechnet. Auf dieser Grundlage wurden Potentialsprungmessungen numerisch simuliert. Aus den Ergebnissen der experimentell durchgeführten Potentialsprungmessungen wurde unter Zuhilfenahme der genannten Simulation als Größenordnung des chemischen Diffusionskoeffizienten von Lithium (Li+ + e-) in CeO2 der Wert 1 ∙ 10-13 cm2/s bestimmt. Ausgehend von diesem Wert des Diffusionskoeffizienten wurden auch Simulationen zu den galvanostatischen und zyklovoltammetrischen Messungen durchgeführt. Die so berechneten Potential-Zeit-Verläufe bzw. die Strom-Potential-Verläufe wurden den entsprechenden gemessenen Verläufen gegenübergestellt.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Weitere E-Books zum Thema: Chemie - Biochemie

Heißkanal-Technik

E-Book Heißkanal-Technik
Format: PDF

Der Heißkanal ist das für Qualität und Wirtschaftlichkeit entscheidende Werkzeugteil beim Spritzgießen. Die verschiedenen technischen Varianten und Konstruktionsprinzipien…

Heißkanal-Technik

E-Book Heißkanal-Technik
Format: PDF

Der Heißkanal ist das für Qualität und Wirtschaftlichkeit entscheidende Werkzeugteil beim Spritzgießen. Die verschiedenen technischen Varianten und Konstruktionsprinzipien…

Bauchemie

E-Book Bauchemie
Format: PDF

Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische und ökologische Fragen zu…

Bauchemie

E-Book Bauchemie
Format: PDF

Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische und ökologische Fragen zu…

Der wissenschaftliche Vortrag

E-Book Der wissenschaftliche Vortrag
Format: PDF

Der wissenschaftliche Vortrag gilt als ausgezeichnetes Instrument, um die Aufmerksamkeit auf die eigene Arbeit zu lenken. Das Handwerkszeug dazu wird kaum gelehrt, sodass öffentliche Auftritte oft…

Der wissenschaftliche Vortrag

E-Book Der wissenschaftliche Vortrag
Format: PDF

Der wissenschaftliche Vortrag gilt als ausgezeichnetes Instrument, um die Aufmerksamkeit auf die eigene Arbeit zu lenken. Das Handwerkszeug dazu wird kaum gelehrt, sodass öffentliche Auftritte oft…

Der wissenschaftliche Vortrag

E-Book Der wissenschaftliche Vortrag
Format: PDF

Der wissenschaftliche Vortrag gilt als ausgezeichnetes Instrument, um die Aufmerksamkeit auf die eigene Arbeit zu lenken. Das Handwerkszeug dazu wird kaum gelehrt, sodass öffentliche Auftritte oft…

Der wissenschaftliche Vortrag

E-Book Der wissenschaftliche Vortrag
Format: PDF

Der wissenschaftliche Vortrag gilt als ausgezeichnetes Instrument, um die Aufmerksamkeit auf die eigene Arbeit zu lenken. Das Handwerkszeug dazu wird kaum gelehrt, sodass öffentliche Auftritte oft…

Der wissenschaftliche Vortrag

E-Book Der wissenschaftliche Vortrag
Format: PDF

Der wissenschaftliche Vortrag gilt als ausgezeichnetes Instrument, um die Aufmerksamkeit auf die eigene Arbeit zu lenken. Das Handwerkszeug dazu wird kaum gelehrt, sodass öffentliche Auftritte oft…

Weitere Zeitschriften

aufstieg

aufstieg

Zeitschrift der NaturFreunde in Württemberg Die Natur ist unser Lebensraum: Ort für Erholung und Bewegung, zum Erleben und Forschen; sie ist ein schützenswertes Gut. Wir sind aktiv in der Natur ...

BEHINDERTEPÄDAGOGIK

BEHINDERTEPÄDAGOGIK

Für diese Fachzeitschrift arbeiten namhafte Persönlichkeiten aus den verschiedenen Fotschungs-, Lehr- und Praxisbereichen zusammen. Zu ihren Aufgaben gehören Prävention, Früherkennung, ...

Berufsstart Bewerbung

Berufsstart Bewerbung

»Berufsstart Bewerbung« erscheint jährlich zum Wintersemester im November mit einer Auflage von 50.000 Exemplaren und ermöglicht Unternehmen sich bei Studenten und Absolventen mit einer ...

bank und markt

bank und markt

Zeitschrift für Banking - die führende Fachzeitschrift für den Markt und Wettbewerb der Finanzdienstleister, erscheint seit 1972 monatlich. Leitthemen Absatz und Akquise im Multichannel ...

caritas

caritas

mitteilungen für die Erzdiözese FreiburgUm Kindern aus armen Familien gute Perspektiven für eine eigenständige Lebensführung zu ermöglichen, muss die Kinderarmut in Deutschland nachhaltig ...

Demeter-Gartenrundbrief

Demeter-Gartenrundbrief

Einzige Gartenzeitung mit Anleitungen und Erfahrungsberichten zum biologisch-dynamischen Anbau im Hausgarten (Demeter-Anbau). Mit regelmäßigem Arbeitskalender, Aussaat-/Pflanzzeiten, Neuigkeiten ...

die horen

die horen

Zeitschrift für Literatur, Kunst und Kritik."...weil sie mit großer Aufmerksamkeit die internationale Literatur beobachtet und vorstellt; weil sie in der deutschen Literatur nicht nur das Neueste ...

building & automation

building & automation

Das Fachmagazin building & automation bietet dem Elektrohandwerker und Elektroplaner eine umfassende Übersicht über alle Produktneuheiten aus der Gebäudeautomation, der Installationstechnik, dem ...