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dc.contributor.author
Basbus, Juan Felipe
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dc.contributor.author
Arce, Mauricio Damián
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dc.contributor.author
Alonso, José A.
dc.contributor.author
González, Miguel A.
dc.contributor.author
Cuello, Gabriel Julio
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dc.contributor.author
Fernández Díaz, María T.
dc.contributor.author
Sha, Zijie
dc.contributor.author
Skinner, Stephen J.
dc.contributor.author
Mogni, Liliana Verónica
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dc.contributor.author
Serquis, Adriana Cristina
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dc.date.available
2023-08-22T11:17:15Z
dc.date.issued
2022-03
dc.identifier.citation
Basbus, Juan Felipe; Arce, Mauricio Damián; Alonso, José A.; González, Miguel A.; Cuello, Gabriel Julio; et al.; In situ neutron diffraction study of BaCe0.4Zr0.4Y0.2O3−δ proton conducting perovskite: insight into the phase transition and proton transport mechanism; Royal Society of Chemistry; Journal of Materials Chemistry A; 3-2022; 1-11
dc.identifier.issn
2050-7488
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/208828
dc.description.abstract
Understanding of the protonic defect transport mechanism in Ba(Ce,Zr)O3 perovskite oxides and defining the appropriate temperature range for ionic conductivity are fundamental to material design and application as electrolytes for solid oxide fuels and electrolyzer cells, isotopic separation membranes, and hydrogen sensors. Structural features of the material, and lattice distortions and proton diffusion are key factors that define the protonic conduction. The crystal structure of protonated and deuterated BaCe0.4Zr0.4Y0.2O3−δ (BCZY) perovskite and its correlation with protonic transport was studied by in situ neutron powder diffraction (NPD) and complementary thermogravimetry (TG), quasi-elastic neutron scattering (QENS) and isotope exchange depth profiling (IEDP) techniques. A second order phase transition from rhombohedral to cubic symmetry takes place at intermediate temperatures (400-600 °C). Dynamic measurements of NPD allowed the detection of the temperature of the phase transition for BCZY at around 520 °C. Crystallographic and microstructural parameters, including deuterium occupancy and anisotropic thermal parameters, were determined from high resolution NPD data. The deuterium (and oxygen) occupancy for pre-hydrated BCZY was at its maximum at low temperature and decreased at temperatures greater than 400 °C, even through the phase transition and beyond 600 °C. By contrast, proton diffusion increased with temperature above the phase transition. The combination of both effects, i.e., deuterium content and diffusion coefficient, explains the previous results showing that the proton conductivity dominates the ionic conductivity over the oxygen vacancy mechanism until 600 °C. The phase transition is mainly related to oxygen sublattice relaxation and does not impact the protonic transport mechanism.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Royal Society of Chemistry
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
BCZY
dc.subject
NPD
dc.subject
QENS
dc.subject
ToF-SIMS
dc.subject.classification
Cerámicos
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dc.subject.classification
Ingeniería de los Materiales
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
In situ neutron diffraction study of BaCe0.4Zr0.4Y0.2O3−δ proton conducting perovskite: insight into the phase transition and proton transport mechanism
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2023-07-10T11:24:45Z
dc.identifier.eissn
2050-7496
dc.journal.pagination
1-11
dc.journal.pais
Reino Unido
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dc.description.fil
Fil: Basbus, Juan Felipe. Consiglio Nazionale delle Ricerche; Italia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Arce, Mauricio Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Alonso, José A.. Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid; España
dc.description.fil
Fil: González, Miguel A.. Institut Laue Langevin; Francia
dc.description.fil
Fil: Cuello, Gabriel Julio. Institut Laue Langevin; Francia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Fernández Díaz, María T.. Institut Laue Langevin; Francia
dc.description.fil
Fil: Sha, Zijie. Imperial College London; Reino Unido
dc.description.fil
Fil: Skinner, Stephen J.. Imperial College London; Reino Unido
dc.description.fil
Fil: Mogni, Liliana Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Serquis, Adriana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.journal.title
Journal of Materials Chemistry A
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1039/d1ta10789e
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