Μελέτη του μηχανισμού υδρογονώσεων ή αφυδρογονώσεων σε κελλία στερεών πρωτονιακών (Η+) αγωγών
Creators: name: Ζησέκας, Στέργιος Τ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2005
Subjects: Στερεοί ηλεκτρολύτες
Πρωτονιακοί αγωγοί υψηλών θερμοκρασιών
Φαινόμενα πόλωσης ηλεκτροδίου
Αποσύνθεση αμμωνίας
Μη-φαρανταϊκή τροποποίηση της καταλυτικής ενεργότητας(NEMCA)
Solid electrolytes
High temperature proton conductors
Electrode polarization
Ammonia decomposition
Non-faradaic electrochemical modification of catalytic activity(NEMCA)

description: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή χρησιμοποιήθηκαν κελλία πρωτονιακών αγωγών για τη μελέτη της κινητικής ηλεκτροδιακών αντιδράσεων, καθώς επίσης και για τη μεταβολή του ρυθμού καταλυτικών αντιδράσεων. Σε πειράματα μελέτης των φαινομένων πόλωσης χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρόδια από Pd και δύο πρωτονιακοί αγωγοί τύπου περοβσκίτη της μορφής SrCe^(0.95)Yb^(0.005)O^(3-a) και SrZr^(0.95)Y^(0.05)O^(3-a). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο πρώτος εμφανίζει υψηλότερη απόδοση. Παρόλα αυτά, στην περίπτωση που ο αντιδραστήρας τροφοδοτήθηκε με αέριο μείγμα υψηλής συγκέντρωσης CO2, η χημική σταθερότητα SrZr^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a) αποδείχθηκε αποφασιστικής σημασίας για τη λειτουργία του κελλίου. Από τη μελέτη των καταλυτικών ρυθμών της αντίδρασης αποσύνθεσης της ΝΗ3 προέκυψε, ότι ο Ag έχει σχετικά χαμηλή ενεργότητα. Κατά την επιβολή ρεύματος σε ένα κελλίο πρωτονιακού αγωγού της μορφής Ag/SrCe^(0.95)Yb^(0.05)O^(3-a)Ag, η τιμή του καταλυτικού ρυθμού αυξήθηκε μέχρι 5700% και 340% στον αντιδραστήρα διπλού και απλού θαλάμου αντίστοιχα. Στο μεγαλύτερο εύρος των συνθηκών διεξαγωγής των πειραμάτων η λειτουργία του κελλίου ήταν σχεδόν φαρανταϊκή ή υποφαρανταϊκή. Σε υψηλές θερμοκρασίες η επιβολή υψηλών πυκνοτήτων ρεύματος προκαλούσε την αναγωγή του περοβσκίτη. Αυτό επαληθεύτηκε τόσο με τη μέτρηση του αριθμού πρωτονιακής μεταφοράς, όσο και από την παραγωγή ΝΟ. Κάτι αντίστοιχο δεν παρατηρήθηκε όταν χρησιμοποιήθηκε παλμικό ρεύμα συχνότητας από 2Hz έως 10 kHz, αντί του συνεχούς
description: In the present thesis solid electrolyte proton conducting cells were utilized in order to study both the electrode kinetics and the electrochemical rate enhancement of catalytic reactions. The study of the polarization phenomena using Pd electrodes was performed in order to make a comparison between two different perovskite type proton conductors, SrCe^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a) and SrZr^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a) under various experimental conditions. The present results show that SrZCe^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a) exhibits a higher performance than SrZr^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a). Nevertheless, at the presence of high CO2 concentration in the reactor the chemical stability of SrZr^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a) has proved to be crucial. The catalytic study of NH3 decomposition on Ag shows that Ag is not an active catalyst for this reaction. Nevertheless, the reaction rate was greatly increased upon imposing a current through a proton conducting cell, utilizing SrZCe^(0.95)Y^(0.005)O^(3-a) proton conductor. The maximum increase observed was equal to 5700% and 340% for the double and single chamber reactor cells respectively. In most cases, the cell operation was almost faradaic or sub-faradaic. At high current densities and high temperatures, cell deterioration was observed due to the reduction of the oxide with NH3. This was proved by both the proton transport number measurements and the NO produced under these conditions. This was not onserved when rectangular pulses of potential were instead of direct potential