Untersuchung der kinetikbestimmenden Prozesse beim Durchtritt von Sauerstoff an modifizierten Perowskitoberflächen

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Ziel des Projektes ist die Aufklärung der kinetikbestimmenden Prozesse beim Durchtritt von Sauerstoff aus der Gasphase durch die Grenzfläche von Metalloxiden mit Perowskitstruktur (z.B. Strontiumtitanat) in den Festkörper unter besonderer Berücksichtigung der Beeinflussung durch modifizierte Oberflächen. Der Schwerpunkt liegt auf Beschichtungen, welche die Durchtrittsrate durch die Perowskitoberfläche bei Temperaturen T=700 °C erhöhen. Neben elektronenspendenden Metallschichten (Pt) oder Oxiden (YBCO), deren katalytische Aktivität auf Strontiumtitanat gedeutet werden kann, sollen insbesondere Erdalkalioxidbeschichtungen wie SrO oder BaO untersucht werden, deren kinetikbeschleunigender Einfluss nicht verstanden ist. Aus der Kombination von Messungen der elektrischen Leitfähigkeit bei schnellen periodischen Änderungen des Sauerstoffpartialdrucks und 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 hocheisendotiertes Strontiumtitanat gewählt, dem in der Sauerstoffsensorik wegen seiner temperaturunabhängigen Kennlinie (Leitfähigkeit als Funktion des Sauerstoffpartialdrucks) eine besondere Rolle zukommt.