View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Ergebnisse und Diskussion
Die Probe mit der kleinsten mittleren Korngröße von 10μm zeigt die höchste Permeationsrate.
Für den Sauerstofftransport ergibt sich bei Variation der Korngröße von 30μm und 45μm
mittlerer Korngröße kein Unterschied. Alle drei Membranen liegen innerhalb des technischen
Messfehlers der Anlage von ±5%. Ein Einfluss der Korngröße auf die Sauerstoffpermeation
kann im mittleren Korngrößenbereich von 10μm bis 45μm nicht festgestellt werden. Ein Einfluss
der Korngröße ist bei asymmetrischen Membranen nicht zu erwarten, da die Korngröße
durch die Membranschichtdicke limitiert ist und im hier betrachteten Korngrößenbereich liegt.
Des Weiteren nehmen Oberflächentransportvorgänge mit einer Verringerung der Membrandicke
zu, wodurch der Effekt der Korngröße für die Permeationsrate weiter an Bedeutung
verliert.
3.2.3 Schlussfolgerung
Die Korngröße von BSCF Membranen kann durch Erhöhung der Sintertemperatur gesteigert
werden. Bei Temperaturen von ca. 1130°C schmilzt BSCF inkongruent auf und bildet eine
Co-Oxid Flüssigphase mit geringen Ba bzw. Sr Anteilen. Diese Fremdphase tritt lediglich an
der Dreiphasengrenze auf. Die stöchiometrische Zusammensetzung des Membranvollmaterials
wird durch die Ausscheidungen nicht beeinflusst. Ein Einfluss auf die Korngrenzen kann
nicht festgestellt werden. Um dennoch einen Einfluss der Ausscheidungen auszuschließen,
werden Sintertemperaturen �1100°C verwendet. Die Variation der Korngröße im Bereich von
10μm bis 45μm der mittleren Korngröße zeigt keinen Einfluss auf die Sauerstoffpermeation.
Innerhalb dieses untersuchten Korngrößenbereichs liegt die Membranschichtdicke der geträgerten
Membranen, wodurch Untersuchungen mit höheren Korngrößen nicht notwendig
sind. Mögliche Einflüsse der Korngröße können sich dagegen für Membranschichten mit
Korngrößen im Nanometerbereich ergeben. Diese werden in dieser Arbeit jedoch nicht untersucht.
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