View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Einleitung und Zielsetzung
permeation durch BSCF so hoch, dass eine Anpassung des Prozesses an das Material sinnvoll
ist. Großes Potenzial für eine weitere Steigerung des Sauerstoffpermeation hat der
Membranaufbau. Gewöhnlich zeigen 1mm dicke BSCF Membranen unter einer Sauerstoffpartialdruckdifferenz
von Luft gegen Argon, bei 800°C eine Sauerstoffpermeation von ca.
1ml·cm -2 ·min -1 . Durch die Verringerung der Membrandicke nimmt die Sauerstoffpermeation
durch die Membran nach der Wagner’schen Gleichung linear zu. Ab einer charakteristischen
Dicke ist eine lineare Zunahme der Sauerstoffpermeation nicht mehr möglich, da Oberflächentransportvorgänge
limitierend wirken. Auch benötigen dünne Membranschichten einen
Träger mit ausreichender mechanischer Stabilität. Dieser Träger kann ebenfalls die Sauerstofftransportrate
durch die Membran verringern. Durch eine Optimierung der Mikrostruktur
müssen diese negativen Einflüsse verringert werden.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung dünner Membranschichten auf
einem arteignen porösen Träger, sowie dem Einfluss des Mikrogefüges auf die Sauerstoffpermeation.
Die entwickelten Membranen werden hinsichtlich der Mikrostruktur, Leckage,
Krümmung und Sauerstoffpermeation in Abhängigkeit von der Temperatur charakterisiert.
Durch Variation der Messbedingungen soll der Einfluss der Trägermikrostruktur, der Einfluss
der Membranschichtdicke und der Einfluss einer porösen Aktivierungsschicht auf die Sauerstoffpermeation
beschrieben werden. Anhand weiterer Untersuchungen zur Sauerstoffpermeation
durch die hergestellten Membranen wird ein Transportmodell für den Sauerstofftransport
durch die Membran vorgestellt.
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