فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

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.