Design and evaluation of oxygen concentration cells using yttria doped thoria electrolyte at high temperatures
Creators
- 1. Cincinnati Univ., OH (USA). Dept. of Materials Science and Metallurgical Engineering
Description
An electromotive oxygen concentration cell using yttria doped thoria (Th0.9Y0.1O1.95) electrolyte has been constructed and evaluated with Fe, Fe0.95O; Mo, MoO2, and Pt10%Rh, CO/CO2 electrodes vs. Ni, NiO standard electrode in the temperature range of 730 to 11700C. The design permits a complete separation of the electrode compartments and a direct measurement of oxygen partial pressure in flowing CO/CO2 mixtures and in 'inert' atmospheres. It is found that in order to obtain specific values of oxygen partial pressures, both the total-volume flow rates of the CO/CO2 gases and the design configuration of the equipment should be taken into account. The studied cells exhibit excellent stability and reproducibility of EMF measurements for at least 2 h at high temperatures (ca. 11000C). (orig.)
Abstract (German)
Eine Sauerstoffkonzentrationszelle mit einem Festkoerperelektrolyten aus Yttriumoxid dotiert mit Thoriumoxid (Th0,9Y0,1O1,95) wurde aufgebaut und mit einer Fe, Fe0,95O-, Mo, MoO2-bzw. Pt10%Rh, CO/CO2-Elektrode gegen eine Ni, NiO-Standardelektrode im Temperaturbereich von 730 bis 11700C getestet. Die Messanordnung gestattet eine vollkommene Trennung der Elektrodenraeume und eine direkte Messung des Sauerstoffpartialdruckes in stroemenden CO/CO2-Gasgemischen sowie in inerten Schutzgasen. Um genaue Sauerstoffpartialdruckwerte zu erhalten, mussten besonders die Durchstroemmengen des CO/CO2-Gases und der Aufbau der Messanordnung beachtet werden. Die verwendete Zelle besitzt eine ausgezeichnete Stabilitaet und Reproduzierbarkeit der EMK-Messwerte bei hohen Temperaturen (ca. 11000C) fuer Messzeiten bis zu 2h. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Z. Metallkd.
- Journal Volume
- 70
- Journal Issue
- 3
- Series
- Z. Metallkd.
- Journal Page Range
- 152-157
- ISSN
- 0044-3093
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 10481662
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Descriptors DEI
- CARBON DIOXIDE; CARBON MONOXIDE; ELECTROLYTES; ELECTROLYTIC CELLS; ELECTROMOTIVE FORCE; GAS FLOW; INERT ATMOSPHERE; OXYGEN; PRESSURE MEASUREMENT; SOLIDS; THORIUM OXIDES; VERY HIGH TEMPERATURE; YTTRIUM OXIDES
- Descriptors DEC
- ACTINIDE COMPOUNDS; CARBON COMPOUNDS; CARBON OXIDES; CHALCOGENIDES; CONTROLLED ATMOSPHERES; ELECTRIC POTENTIAL; ELEMENTS; FLUID FLOW; NONMETALS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; THORIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; YTTRIUM COMPOUNDS