Eine zweiphasige Keramikmembran mit extrem hohem Wasserstoff‐Fluss durch Entmischung einer keramischen Vorstufe

Ein neues Konzept für die Synthese mehrphasiger Kompositkeramiken, das auf der Entmischung einer gemeinsamen keramischen Vorstufe beruht, wurde entwickelt und auf die Synthese einer zweiphasigen wasserstofftransportierenden Keramikmembran angewendet. Die Vorstufe BaCe 0.5 Fe 0.5 O 3−δ zerfällt während eines 10‐stündigen Kalzinierens bei 1370 °C paritätisch in zwei thermodynamisch stabile Mischoxide mit Perowskitstruktur: In das Cer‐reiche BaCe 0.85 Fe 0.15 O 3−δ (BCF8515) zu 50 Mol‐% und in das Eisen‐reiche BaCe 0.15 Fe 0.85 O 3−δ (BCF1585) zu 50 Mol‐%. Im resultierenden Kompositmaterial übt die orthorhombische Perowskitphase BCF8515 hauptsächlich die Funktion des Protonenleiters aus, die kubische Perowkitphase BCF1585 ist dagegen der hauptsächliche Elektronenleiter. Die zweiphasige keramische Kompositmembran zeigt den extrem hohen Wasserstoff‐Fluss von 0.76 mL min −1  cm −2 bei 950 °C und 1.0 mm Membrandicke. Das Prinzip der Selbstentmischung einer Vorstufe in einen Protonen‐ und einen Elektronenleiter sollte auch auf die Synthese anderer ionen‐ und elektronentransportierender Keramiken anwendbar sein.