Einfluss des Zirkonium-Gehalts auf die Leitfähigkeitseigenschaften dotierter Cerdioxid-Zirkondioxidsysteme

Sauerstoffionenleitende Systeme sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Anwendungsgebiete von besonderem Interesse in der anorganischen Festkörperchemie. Systeme mit vorwiegender Sauerstoffionenleitfähigkeit und geringer Elektronenleitfähigkeit, beispielsweise Gd-dotiertes Cerdioxid oder Y-stabilisiertes Zirkondioxid, werden als Elektrolytmaterialien in Brennstoffzellen oder Sensoren eingesetzt. Im Bereich der Elektrodenmaterialien ist zusätzlich eine hohe elektronische Leitfähigkeit erwünscht. In der Katalyse spielen Cerdioxid/Zirkondioxidsysteme wegen der hohen Sauerstoffspeicherfähigkeit eine große Rolle. In dieser Arbeit wurden die Leitfähigkeitseigenschaften Gd- und Y-dotierter Cerdioxid-Zirkondioxid-Mischsystemen in Abhängigkeit vom Cer/Zirkonium-Verhältnis untersucht. Bei gleichen Anteilen an Ce und Zr wurde ein Minimum der Sauerstoffionenleitfähigkeit und ein Maximum der Elektronenleitfähigkeit gefunden. Dies lässt auf die Ausbildung geordneter Strukturen im Kristall schließen