این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش فیزیک ایران، جلد ۲۴، شماره ۱، صفحات ۵۱-۵۹
عنوان فارسی بررسی اثر آلایش ایتریوم بر نفوذ یون اکسیژن در زیرکونیا با استفاده از روش DFTدر بهبود طراحی الکترولیت‌های SOFC
چکیده فارسی مقاله امروزه سلول‌های سوختی اکسید جامد (SOFCs) به عنوان یک فناوری درحال توسعه در راستای تولید انرژی پاک و پایدار، کانون توجه محققین در حوزۀ انرژی و محیط زیست قرار گرفته‌اند. الکترولیت به عنوان قلب SOFC یکی از ارکان اصلی این سلول­‌ها به ­شمار می‌­آید. به منظور بهینه‌­سازی و کاهش دمای عملیاتی SOFC‌ها، ارائه راه حل­‌هایی در خصوص افزایش رسانش نفوذ یون اکسیژن در این الکترولیت‌ها ضروری است. از جمله این راه­‌حل‌ها، می­‌توان به آلایش الکترولیت با عناصر آلایشی اشاره کرد. لذا هدف اصلی این تحقیق، بررسی تأثیر آلایش عنصر ایتریم بر نفوذ  یون اکسیژن در زیرکونیا (به عنوان رایج­‌ترین الکترولیت تجاری) است. در این پژوهش، با استفاده از محاسبات نظریۀ تابعی چگالی(DFT)، اثر آلایش و جایگاه ایتریم بر انرژی فعال­سازی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا براساس پیوند­های اکسیژن (اکسیژن­‌های سه­‌گانه یا چهارگانه) سه نوع مسیر نفوذ متفاوت در نظر گرفته شد و سپس اثر ایتریم بر نفوذ یون اکسیژن مورد بررسی قرار گرفت. به طورکلی نتایج نشان می‌دهد که عنصر ایتریم فارغ از جایگاه آلایش خود در زیرکونیا، انرژی فعال­سازی نفوذ یون اکسیژن را کاهش می­‌دهد. با این وجود، جایگاه ایتریم نسبت به مسیر نفوذ، تأثیر چشم­‌گیری بر انرژی فعال­سازی می­‌گذارد به نحوی که اکسیژن ترجیح می­‌دهد از مسیری نفوذ کند که ایتریم در آن حضور نداشته باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که عنصر ایتریم باعث ایجاد جایگاه‌های ترجیحی اکسیژن در ساختار می­‌شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله سلول سوختی اکسید جامد،الکترولیت جامد،نظریۀ تابعی چگالی،نفوذ یونی،آلایش اتمی،
عنوان انگلیسی Investigation of the Effect of Yttrium Doping on Oxygen Ion Diffusion in Zirconia using DFT Method for Enhancing SOFC Electrolyte Design
چکیده انگلیسی مقاله Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) have gained significant attention as a developing technology for clean and sustainable energy production. The electrolyte, a key component of SOFCs, is crucial in optimizing their performance. Enhancing oxygen ion conductivity in these electrolytes is essential for improving the efficiency and reducing the operating temperature of SOFCs. One effective approach is doping the electrolyte with impurity elements. Thus, the main objective of this research is to investigate the influence of yttrium doping on oxygen ion diffusion in zirconia, the most commonly used commercial electrolyte. Using Density Functional Theory (DFT) calculations, the effect of yttrium doping and its position on the activation energy was examined. The results indicate that yttrium, regardless of its doping position in zirconia, reduces the activation energy for oxygen ion diffusion. However, the position of the yttrium significantly affects the diffusion pathway, as oxygen prefers to diffuse through a path where the yttrium is absent. Furthermore, the results suggest that yttrium creates preferred oxygen vacancy sites within the structure.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله سلول سوختی اکسید جامد,الکترولیت جامد,نظریۀ تابعی چگالی,نفوذ یونی,آلایش اتمی
نویسندگان مقاله محمدعلی احمدزاده |
دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

مسعود پنجه پور |
دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

سید جواد هاشمی فرد |
دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

نشانی اینترنتی https://ijpr.iut.ac.ir/article_3484_450e48132bfe11e2e49f33c25e9a01a2.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات