ALAM ZEESHAN2022-05-182022-05-184354https://drepo.sdl.edu.sa/handle/20.500.14154/3288تعتبر الأغشية التي تعتمد على تفاعل انتقال الأيونات (ITM) أحد التقنيات المتطورة المستخدمة في الإمساك بثاني أكسيد الكربون وحجزه عن طريق فصل مكونات الهواء و تحويل الوقود. هذه المواد المتفاعلة تستخدم الأغشية الخزفية المختلطة النافذة للأكسجين والتي بدورها تمكن انتقال أيونات الأكسجين و الإلكترونات بدون الحاجة إلى دائرة كهربائية خارجية. غير أن نفاذية الأكسجين في مثل هذه الأغشية ضئيلة نسبيا والتي تحد من استخدام مثل هذه الأغشية في التطبيقات الصناعية. أحد هذه المواد المحتملة و المعروفة بنفاذيتها للأكسجين La2NiO4 (LNO) والمعروفة أيضا بثباتها عند درجات الحرارة المرتفعة. في هذه الدراسة، تم تكوين بودرة LNO بطريقة sol – gel من محاليل النترات. بعد ذلك تم ضغط هذه البودرة لتكوين الأغشية المطلوبة . ثم تم تحديد خصائص هذه الأغشية باستخدام جهاز انحراف الأشعة السينية X-ray diffraction (XRD) وأيضا باستخدام مجهر إلكتروني scanning electron microscopy (SEM) . كما وأيضا تم بناء نظام لاختبار نفاذية الغاز لقياس تدفق الأكسجين . هذا النظام تم توصيله بجهاز لاختبار الكروماتوجرافيا للتحاليل الكمية. والأغشية المستخدمة في اختبارات النفاذية كانت بسماكة 1 مم عند درجة حرارة 700 درجة مئوية. تم قياس نفاذية الأكسجين في هذه الأغشية بنسب مختلفة من الأكسجين و النيتروجين في الغاز المزود للنظام ،وأظهرت النتائج أن نفاذية الأكسجين كانت متناسبة بشكل خطي مع نسبة تركيز الأكسجين في الجهة التي تزود النظام بالغاز. بالإضافة إلى اختبار نفاذية الأكسجين عند درجات حرارة مختلفة وكان من الملاحظ أن التدفق يزداد بارتفاع درجة الحرارة. أقصى تدفق للأكسجين تم قياسه هو 0.064 µmol cm-2s-1 (0.099ml min-1 cm-2) عند درجة حرارة 800 درجة مئوية .و طاقة التفعيل كانت 0.67eV. تم اخضاع هذه الأغشية لاختبار استقرارها وثبوتها على المدى البعيد ، فوجد أن تدفق الأكسجين ينخفض بصورة حادة في البداية وبعد ذلك يستقر. لتحسين نفاذية الأكسجين في هذه الأغشية ، تم طلاء هذه الأغشية بمعجون الفضة على الجهة المعرضة للغاز المغذي للعملية، وأظهرت النتائج تحسن في تدفق الأكسجين بما نسبته 40 % مقارنة بأغشية LNO النقية مما يدفعنا بالتفكير بالفضة كعامل محفز للتفاعل على سطح الأغشية من الجهة المغذية. لكن في الأغشية المطلية بالفضة باستخدام جهاز لنشر أيونات الفضة على شكل رذاذ (ion sputtering machine) لوحظ انخفاض في تدفق الأكسجين مقارنة بالقيم للأغشية النقية. ويحتمل أن يكون السبب انحلال طلاء الفضة الكثيف وتكوين جزيئات من الفضة موزعة في جميع أنحاة الغشاء مسببا انخفاض المساحة السطحية الفعالة للغشاء المعرضة لنفاذية الأكسجين. بإضافة الحديد و الكوبالت لهذه الأغشية لزيادة حجم الانتشار في الأغشية ، لوحظ أن إضافة الحديد بنسبة 20 % أخفض التدفق بما نسبته 25% . لكن عند إضافة الكوبالت بنسبة 20 % زاد التدفق بنسبة 25 % مقارنة بالأغشية النقية الخالية من الإضافات. أعلى تدفق تم تسجيله هو 0.1 µmol cm-2s-1 وتم الحصول علي من الغشاء La2Ni0.75Co0.25O4 La2Ni0.70Co0.30O4 . ولكن بزيادة نسبة الكوبالت سيزيد من نسبة التسرب في النظام.enThesis