Einfluss von gasförmigen Verunreinigungen auf die Sauerstoffreduktion auf SrTiO3

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Motivation für diese Untersuchung ist der potenzielle Einsatz von SrTiO3 als Hochtemperatur-Sauerstoffsensor u.a. in der Automobilindustrie, wo Gaskomponenten wie CH4, CO, CO2, NOx, H2S, SO2 und insbesondere Wasserdampf in Abgasen enthalten sind. Ziel des Projektes ist die Aufklärung der kinetikbestimmenden Prozesse beim Durchtritt von Sauerstoff aus der Gasphase durch die Grenzfläche von SrTiO3 in den Festkörper, wobei mit Hinblick auf den Einsatz solcher Materialien als Sauerstoffsensor unter verschiedenen Atmosphären die Beeinflussung der Gesamtreaktion und ihrer Teilschritte durch gasförmige Beimengungen/ Verunreinigungen untersucht werden soll. Aus der Kombination von sehr empfindlichen oberflächenphysikalischen Messungen sowie von Messungen der Sauerstofftracerisotoptiefenprofile lassen sich die Austauschkoeffizienten an den verschiedenen Oberflächen experimentell als Funktion der relevanten physikalisch-chemischen Parameter ermitteln und modellmäßig deuten. Als Materialbasis wird akzeptordotiertes Strontiumtitanat gewählt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollten auch auf andere Perowskite, welche z. B. als Kathoden in Hochtemperaturbrennstoffzellen dienen, übertragbar sein.