RO138725A2 - Procedeu de obţinere a filmelor de ceria cu arhitectură mezoporoasă pentru generare de energie "verde" - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor straturi de oxid de ceriu policristaline,cu morfologie mezoporoasă, care pot fi folosite în domeniul generării energiei, în particular ca straturi intermediare funcţionale pentru electrozii din pilele de combustie de tip SOFC (solid oxide fuel cell). Procedeul conform invenţiei constă în ablarea unei ţinte (7) de CeO2, plasată într-o incintă (1) de depunere, la o presiune de lucru de 1000mbar de aer, utilizând un fascicul provenit de la un laser (4) pulsat care funcţionează în regim de nanosecunde, astfel încât materialul rezultat în urma ablaţiei ţintei se depune, sub forma unui strat (11) mezoporos cristalin, pe suprafaţa unui suport (9) comercial de tip electrolit care este încălzit pe un cuptor (6) rezistiv.

Description

Descrierea invenției

Procedeu de obținere a filmelor de ceria cu arhitectură mezoporoasă pentru generare de energie “verde”

Inventatori: Adrian Bercea, Mihaela Filipescu, Iulian Boerașu, Alexandra Palia Papavlu

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a unor straturi de oxid de ceriu (ceria - CeCh) policristaline, cu morfologie mezoporoasă, cu un raport mare suprafață specifică/volum, care pot fi folosite în domeniul energiei, în particular ca straturi intermediare funcționale pentru electrozii din pilele de combustie de tip SOFC (solid oxide fuel cell). Procedeul este bazat pe ablația laser a oxidului de ceriu la presiune atmosferică, concomitent cu coacerea la temperaturi ridicate, într-o singură etapă, folosind un laser pulsat, cu durata pulsului de ordinul nanosecundelor (5-7 ns).

Este cunoscut că în zilele noastre, ca urmare a progresului industrial continuu și a consumului mare de energie neregenerabilă pe bază de combustibili fosili, se încearcă găsirea și folosirea unor tehnologii alternative, ecologice, pentru a reduce poluarea și efectele acesteia asupra sănătății și asupra mediului. în prezent, puține tehnologii durabile pot furniza energie curată folosind surse regenerabile [1]. Pilele de combustie sunt dispozitive ecologice care convertesc energia chimică a unui combustibil (de exemplu, hidrogen) și a unui agent oxidant (adesea oxigen) în energie electrică [2], Cea mai promițătoare pilă de combustie este cea cu electrolit oxid solid (SOFC) [3] datorită generării sale optime de energie cu suficientă eficiență electrică, pentru diferite aplicații.

Este cunoscut că dispozitivul SOFC are trei componente: catod (ceramică amestecată cu metal) care reduce oxigenul din aer (produce ioni negativi de oxigen), electrolit (material oxid solid) care conduce ionii negativi de la catod la anod și anod (material ceramic) care ajută ionii de oxigen care difuzează prin electrolit pentru a oxida combustibilul pe bază de hidrogen. Reacția de oxidate dintre ionii de oxigen și hidrogen generează căldură, energie electrică și apă.

Este cunoscut că oxidul de ceriu (CcOț) este un material cu numeroase proprietăți atractive (punct de topire ridicat, stabilitate termică mare, stabilitate chimică ridicată, rezistență la coroziune, capacitate de absorbție și eliberare a oxigenului) [4,5] ceea ce îl face deosebit de util în diverse aplicații. CeCh este utilizat ca material electrolitic pentru pilele de combustie cu oxid solid,

ca acoperire rezistentă la coroziune, în straturi electrocromice, ca acoperiri antireflex sau în aplicații biologice [6-10].

în particular, materialele pe bază de CeCh (de exemplu: oxid de ceriu dopat cu gadolin, zirconiu stabilizat cu ceriu, oxid de ceriu dopat cu samariu, etc.) sunt utilizate pe scară largă pentru pilele de combustie deoarece au o conductivitate ionică de oxigen mare și o capacitate mare de a absorbi și elibera oxigen, prin trecerea cu ușurință de la starea redusă la cea oxidată a ceriului, în funcție de presiunea din jur (Ce³⁺«-> Ce⁴⁺) [11], Când este utilizat ca strat intermediar funcțional între catod și electrolit, materialul pe bază de CeCh poate îmbunătăți semnificativ schimbul de oxigen la suprafață și, prin urmare, poate reduce pierderea de activare catodică [12], Stratul intermediar funcțional nanostructurat (suprafață specifică mare) facilitează schimbul de ioni de oxigen între catod și electrolit, îmbunătățind astfel eficiența electrochimică.

Este cunoscut că materialele mezoporoase, cunoscute și sub numele de site moleculare mezoporoase, sunt o clasă de nanostructuri 3D cu pori bine definiți la scară mezo (2-50 nm diametru) și suprafețe de până la 1000 m²/g [13]. Această arhitectură mezoporoasă conferă o suprafață specifică considerabil mai mare și totodată o mult mai înaltă densitate de centrii catalitici superficiali, precum și o capacitate mare de stocare a oxigenului comparativ cu ceria sub formă brută („bulk”) [14]. Porozitatea în stratul de CeCh joacă un rol esențial în îmbunătățirea performanței celulelor SOFC prin optimizarea transferului de ioni și gaz, stabilizarea interfeței și reducerea tensiunilor termice.

Sunt cunoscute numeroase procedee de fabricare de straturi subțiri de CeOi cu suprafață specifică mare, precum: sinteză chimică, ablație laser, depunere de straturi atomice, proces electrochimie, etc [15-19]. Ceria poate fi obținut sub diferite forme folosind metodele menționate anterior, precum: nanoparticule cu auto-asamblare (dimensiuni de 5 nm) [15], nanopiramide cu dimensiuni de ordinul sutelor de nm [16], nano-granule cu dimensiuni de aproximativ 20 nm [17], sfere mezoporoase cu dimensiunea medie de 130 nm [18], cristale cu diametre de 100 - 200 nm [19], etc.

Pe lângă rezultatele din literatura științifică, există numeroase invenții care folosesc materiale bazate pe oxid de ceriu naonstructurat și policristalin obținute prin diferite procedee pentru aplicații în domeniul energiei.

De exemplu, brevetul de invenție cu titlul Solid oxide fuel cell, cerium oxide-based isolation layer andpreparation method thereof (CN112695285B) se referă la prepararea unui strat \\ΰ de aliaj pe bază de ceriu depus pe suprafața unui strat de electrolit al unei semicelule de tip SOFC folosind un procedeu bazat pe acoperire în vid. Stratul izolator pe bază de CeCh obținut prin sinterizare oxidativă la temperaturi înalte a aliajului îmbunătățește performanța și stabilitatea în funcționarea pe termen lung a celulei SOFC la 550 °C. Dezavantajul acestui procedeu este legat de existența mai multor etape și de folosirea unor temperaturi mari (900 - 1100 °C).

Un alt exemplu îl constituie invenția cu titlul Nanocrystalline cerium oxide materials for solid fuel cell Systems (US9023550B2) care se referă la utilizarea oxidului de ceriu cristalin în componentele unor pile de combustie. Invenția dezvăluie utilizarea materialelor nanocristaline având o mărime controlată a granulelor de CeO2 astfel încât să asigure o conectivitate electronică îmbunătățită, rezistând în același timp la fisurare și la alte defecte mecanice care pot apărea prin expansiunea termică a catozilor, electroliților și/sau anozilor tradiționali. Filmele de ceria policristaline au fost obținute prin metode chimice (depunere chimică din soluție) pe substraturi poroase de ceria preparate prin mojarare, presare și sinterizare. Dezavantajul este legat de potențiala impurificare datorată existenței mai multor etape, utilizând tehnici diferite.

Brevetul cu titlul Method for preparing perovskite solar cell by using cerium oxide as mesoporous layer material (CN110400877B) se referă la furnizarea unui procedeu de preparare a unei celule solare prin înlocuirea stratul de TiO? cu CeO2 ca material mezoporos, care cuprinde mai multe etape (dezavantaj). După ce CeCh este folosit pentru a modifica/înlocui stratul de T1O2 mesoporos cu CeO_x, în comparație cu oxidul de titan, nivelul minim al benzii de conducție a stratului mesoporos de CeO? este perfecționat, extracția și transferul sarcinilor sunt îmbunătățite, recombinarea dintre purtătorii de curent este diminuată, îmbunătățindu-se tensiunea la circuit deschis si astfel, stabilizându-se celula solară.

Invenția cu titlul, Ordered large-mesoporous cerium oxide material with high specific surface area andpreparation method thereof (CN111362295A) se referă la un material bazat pe CeOi mezoporos și la un procedeu de preparare a acestuia prin folosirea oxidului de siliciu mezoporos ca șablon sacrificial prin impregnarea acestuia cu precursor de Ce, precipitarea hidrotermală a CeO2 în pori, urmată de calcinare și dizolvarea matricei de silica cu NaOH. Oxidul de ceriu preparat prin această invenție are efecte benefice asupra adsorbției ionilor de metale grele, și nu numai. Procedeul de preparare cuprinde mai multe etape chimice complexe, ceea ce reprezintă un dezavantaj.

După cum se poate observă, pot fi utilizate numeroase procedee de preparare a oxidului de ceriu sub formă de strat subțire cu suprafață specifică mare, care implică mai multe etape complexe de realizare.

Unele procedee prezintă dezavantaje legate de utilizarea unor compuși “neprietenoși” cu mediul, temperaturi ridicate de coacere sau precursori scumpi, nu permit un control precis al grosimii sau implică o cantitate mare de material utilizată în timpul procesului.

Este cunoscut că ablația laser (depunerea laser pulsată - PLD) este o tehnică bazată pe laser care se remarcă ca o soluție interesantă pentru obținerea de straturi subțiri și nanostructuri [20] oferind posibilitatea de a controla grosimea acestora, consumul de material, aderența, structura și arhitectura topografiei. Faciculul laser interacționează cu un material țintă (fie solid sau lichid) producând o plasmă de particulele care este direcționată către un substrat pe care se formează stratul subțire. în funcție de parametrii experimentali (lungimea de undă, presiunea din incinta de depunere, temperatura substratului), poate fi controlată morfologia și structura cristalină a straturilor depuse. Această metodă este „prietenoasă” cu mediul, prin faptul că este eficientă din punct de vedere energetic, nu generează deșeuri chimice periculoase, se consumă puțin material, etc.

Scopul prezentei invenției este de a dezvolta un procedeu de obținere a unui strat policristalin de CeCh mezoporos, cu suprafață specifică mare, care poate fi folosit ca strat intermediar funcțional între catod și electrolit, în dispozitivele de tip SOFC, necesitând o singură etapă de producere a stratului.

Procedeul, conform invenției, elimină dezavantajele legate de impurități, de apariția de produși secundari, de necesitatea mai multor etape succesive, prin implicarea ablației laser ca tehnică de depunere a straturilor de CeCh cu suprafețe mezoporoase, grosimi controlabile și uniforme pe întreaga suprafață a substratului și cu aderență mare la substrat. Procedeul propus se realizează într-o singură etapă, depunerea materialului prin ablație laser și tratamentul termic (coacerea) realizându-se concomitent. Depunerea prin ablație laser, în condiții specifice de presiune și temperatură, produce straturi de CeOz mezoporoase, cu structură policristalină, care pot fi utilizate ca straturi intermediare funcționale în dispozitivele de tip SOFC.

Problema vizată de către invenția de față este realizarea unui procedeu bazat pe laser, într-o singură etapă, pentru obținerea unor straturi de mezoporoase de CeO? cu suprafață specifică mare, integrabile în dispozitive de tip SOFC. Datorită arhitecturii mezoporoase, suprafața specifică

mare are mai mulți centrii activi catalitici la suprafață și în volum, în comparație cu ceria sub formă de „bulk” [14],

Procedeul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

> se realizează într-o singură etapă și este “prietenos” cu mediul;

> permite obținerea unui strat intermediar funcțional subțire de CeCh policristalin, uniform și mezoporos, folosit între catodul și electrolitul unui dispozitiv SOFC;

> permite obținerea unui strat mezoporos de CeCh cu un raport mare suprafață specifică/volum, cu eficiență electrochimică îmbunătățită în dispozitivele de tip SOFC;

> permite obținerea unui strat subțire mezoporos, în care poate fi controlată grosimea stratului prin ajustarea numărului de pulsuri laser care ablează ținta;

> permite obținerea unui strat subțire mezoporos de CeO2 policristalin, prin ajustarea temperaturii în timpul depunerii stratului;

> permite obținerea unui strat funcțional mezoporos într-o singură etapă, combinând procesul de creștere a stratului de CeO2 cu procesul de coacere a acestuia la temperaturi relativ înalte și eliminând astfel riscul impurifîcării;

> permite obținerea unui strat mezoporos, cu pori cu dimensiuni de 5 nm - 50 nm, prin folosirea unei presiuni de lucru de 1000 mbar aer;

Problema pe care o rezolvă prezenta invenție constă în obținerea într-o singură etapă, de straturi funcționale policristaline de ceria cu o nouă arhitectură, mezoporoasă, având un raport mare suprafață specifică/volum care conduce la o eficiență electrochimică îmbunătățită în SOFC.

Conform procedeului de obținere într-o singură etapă a straturilor mezoporoase policristaline bazate pe CeOi care utilizează tehnica ablației laser, ținta ceramică comercială de CeO2 este ablată cu un fascicul laser pulsat la lungimea de undă de 266 nm (laser cu YAG:Nd). Materialul extras din țintă formează o plasmă care este ejectată către substrat și formează stratul mezoporos. Substratul pe care se formează stratul de CeO2 a fost montat pe un cuptor de tip rezistiv, setat la temperatura de 500 °C și menținut la distanța de 1 cm față de țintă. încălzirea a fost făcută cu un pas de 20 °C/min, iar răcirea cu un pas de 10 °C/min. Fluența laser a fost setată la 3 J/cm². Numărul de pulsuri laser cu care a fost ablată ținta este de 40000. în timpul depunerilor, ținta a fost rotită și iar fasciculul laser a fost baleiat pe țintă din exterior cu ajutorul unui sistem opto-mecanic, evitându-se astfel deteriorarea acesteia. Experimentele au avut loc la presiune atmosferică (1000 mbar aer), presiune care induce topografiei o arhitectură mezoporoasă.

Se dă în continuare, un exemplu de realizare a procedeului de obținere prin ablație laser a unui strat mezoporos policristalin de CeOi cu un raport mare suprafață specifîcă/volum, folosit ca strat intermediar funcțional între electrolit și catod, integrabil în dispozitive de tip SOFC, în conformitate cu Desenul 1.

- Desenul 1 prezintă Schema sistemului experimental PLD de obținere a straturilor mezoporoase de CeCh integrabile în dispozitive SOFC.

Referitor la Desenul 1, procedeul de obținere prin ablație laser a unui strat policristalin mezoporos de CeOi pentru îmbunătățirea performanțelor dispozitivelor SOFC implică: - pornirea sistemului PC (13) care controlează sistemul opto-mecanic (3), rotația țintei (7) și sistemul de admisie /control presiune (5) a gazelor în incinta de depunere (1);

- montarea substratului (suport comercial electrolitic de ceria dopată cu gadolin (GDC)) (9) pe cuptor (6);

- montarea țintei de CeOi pe suportul dedicat (7) care se rotește;

- introducerea în incinta de depunere (1) a substratului (9) și țintei (7), paralel, la o disțantă de 1 cm;

- pornirea sistemului de pompe de vid (12) (presiunea finală înainte de începerea procesului de ablație este de IO'⁵ mbar);

- încălzirea în vid controlat a substratului (9) cu 20 °C/minut până ajunge la 500 °C; aceasă temperatură se meține constantă pe durata procesului de depunere și asigură cristalinitatea stratului de CeCh;

- închiderea evacuării spre sistemul de pompe de vid înainte de introducerea aerului în incinta de depunere;

- introducerea aerului prin sistemul de admisie/control presiune gaze (5) în incinta de depunere (1) până la 1000 mbar; această presiune se menține constantă pe durata procesului de obținere a stratului de CeCh și asigură formarea stratului mezoporos;

- direcționarea fasciculului laser (4) (lungimea de undă de 266 nm, rata de repetiție de 10 Hz și energie 27 mJ per puls), către ținta ceramică de CeOi (7) care se rotește și ablarea țintei cu un număr de 40000 de pulsuri laser;

- fasciculul laser este baleiat pe țintă din exterior cu ajutorul unui sistem de baleiaj optic (3) și este focalizat pe țintă cu ajutorul unei lentile convergente (2); aria spotului laser pe țintă este 0.9 mm²; - ablarea țintei în condițiile specificate mai sus durează 66 minute;

- materialul produs (11) în urma ablației laser se depune direct pe suprafața stratului de GDC (9);

- la finalul procesului de ablație, proba se răcește controlat cu 10 °C/minut;

- urmează, extragerea probei din sistemul PLD și efectuarea investigațiilor care să confirme calitatea straturilor obținute;

- celula tip SOFC care urmează a fi îmbunătățită prin introducerea stratului funcțional mezoporos de CeO2 mai conține pe lângă electrolitul solid (9), un catod comercial (8) și un anod comercial (io);

- evaluarea arhitecturii suprafeței straturilor mezoporoase obținute prin procedeul prezentei invenții se face prin analize de microscopie electronică cu baleiaj (SEM) (Desenul 2);

- evaluarea cristalinității straturilor mezoporoase obținute prin procedeul prezentei invenții se face prin analize de difracție de raze X (XRD) (Desenul 3);

- în Desenul 2 este prezentată Imaginea SEM 2D a stratului mezoporos de CeOz; inserat dreapta-sus: imaginea SEM în secțiune transversală a stratului de CeCh; determinarea morfologiei stratului obținut prin procedeul propus s-a efectuat folosind un microscop electronic cu baleiaj (FEI Inspect-S SEM) care confirmă arhitectura mezoporoasă și dimensiunile porilor de aproximativ 5-50 nm;

- în Desenul 3 sunt prezentate Difractogramele de raze X pentru ținta din care s-a obținut stratul de CeCh și pentru stratul mezoporos de CeOz; determinarea structurii cristaline s-a înregistrat folosind un sistem PANalytical X’Pert MRD în geometrie Bragg-Brentano (CuKa, λ=1.5418 Â), reflexiile corespunzând structurii cubice de fluorit a CeO2 (JCPDS No. 34-0394).

Referințe bibliografice

[1] T.K. Maiti, J. Majhi, S.K. Maiti, J. Singh, P. Dixit, T. Rohilla, S. Ghosh, S. Bhushan, S. Chattopadhyay, Zirconia- and ceria-based electrolytes for fuel cell applications: criticai advancements toward sustainable and clean energy production, Environ. Sci. Pollut. Res. 29 (2022) 64489-64512. https://doi.org/10.1007/sll356-022-22087-9.

[2] K. Saikia, B.K. Kakati, B. Boro, A. Verma, Current Advances and Applications of Fuel Cell Technologies, in: P.K. Sarangi, S. Nanda, P. Mohanty (Eds.), Recent Adv. Biofuels Bioenergy Util., Springer, Singapore, 2018: pp. 303-337. https://doi.org/10.1007/978-981-131307-3_13.

[3] X. Han, Y. Ling, Y. Yang, Y. Wu, Y. Gao, B. Wei, Z. Lv, Utilizing High Entropy Effects for Developing Chromium-Tolerance Cobalt-Free Cathode for Solid Oxide Fuel Cells, Adv. Funct. Mater. n/a (n.d.) 2304728. https://doi.org/10.1002/adfm.202304728.

[4] G. Balakrishnan, S.T. Sundari, P. Kuppusami, P.C. Mohan, M.P. Srinivasan, E. Mohandas, V. Ganesan, D. Sastikumar, A study of microstructural and optical properties of nanocrystalline ceria thin films prepared by pulsed laser deposition, Thin Solid Films. 519 (2011) 2520-2526. https://doi.Org/10.1016/j.tsf.2010.12.013.

[5] Y. Guhel, T. Toloshniak, J. Bemard, A. Besq, R.C. Germanicus, J. El Fallah, J.C. Pesant, P. Descamps, B. Boudart, Rapid thermal annealing of cerium dioxide thin films sputtered onto silicon (111) substrates: Influence of heating rate on microstructure and electrical properties, Mater. Sci. Semicond. Process. 30 (2015) 352-360. https://doi.Org/10.1016/j.mssp.2014.10.010.

[6] I.-W. Park, J. Lin, J.J. Moore, M. Khafizov, D. Hurley, M.V. Manuel, T. Allen, Grain growth and mechanical properties of CeO2-x films deposited on Si(l00) substrates by pulsed dc magnetron sputtering, Surf. Coat. Technol. 217 (2013) 34—38.

https://d0i.0rg/l 0.1016/j .surfcoat.2012.11.068.

[7] B.B. Patil, S.H. Pawar, Structural, morphological and electrical properties of spray deposited nano-crystalline CeO2 thin films, J. Alloys Compd. 509 (2011) 414—420.

https://doi.Org/10.1016/j.jallcom.2010.09.045.

[8] H. Li, Z. Wang, L. Chen, X. Huang, Synthesis and Characterization of Polycrystalline CeO2 Nanowires, Chem. Lett. - CHEM LETT. 33 (2004) 662-663.

https://d0i.0rg/l 0.1246/cl.2004.662.

[9] M.S. Anwar, S. Kumar, F. Ahmed, N. Arshi, G.-S. Kil, D.-W. Park, J. Chang, B.H. Koo, Hydrothermal synthesis and indication of room temperature ferromagnetism in CeO2 nanowires, Mater. Lett. 65 (2011) 3098-3101. https://doi.Org/10.1016/j.matlet.2011.06.042.

[10] C. Xu, X. Qu, Cerium oxide nanoparticle: a remarkably versatile rare earth nanomaterial for biological applications, NPG Asia Mater. 6 (2014) e90-e90.

https://doi.org/10.1038/am.2013.88.

[11] Y.-I. Lee, Y.-H. Choa, Synthesis and Characterization of a Ceria Based Composite

Electrolyte for Solid Oxide Fuel Cells by an Ultrasonic Spray Pyrolysis Process, J. Korean Powder Metall. Inst. 21 (2014) 222-228. https://doi.Org/10.4150/KPMI.2014.21.3.222.

[12] J. Bae, S. Hong, B. Koo, J. An, F.B. Prinz, Y.-B. Kim, Influence of the grain size of samaria-doped ceria cathodic interlayer for enhanced surface oxygen kinetics of low-temperature solid oxide fuel cell, J. Eur. Ceram. Soc. 34 (2014) 3763-3768.

https://doi.Org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.05.028.

[13] J.S. Beck, J.C. Vartuli, Recent advances in the synthesis, characterization and applications of mesoporous molecular sieves, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 1 (1996) 76-87. https://d0i.0rg/l 0.1016/S1359-0286(96)80014-3.

[14] M. Dubey, S. Wadhwa, A. Mathur, R. Kumar, Progress in mesoporous ceria: A review on synthesis strategies and catalytic applications, AppL Surf. Sci. Adv. 12 (2022) 100340.

https://doi.org/10.1016/j .apsadv.2022.100340.

[15] A. Corma, P. Atienzar, H. Garcia, J.-Y. Chane-Ching, Hierarchically mesostructured doped CeO2 with potențial for solar-cell use, Nat. Mater. 3 (2004) 394-397.

https://doi.org/10.1038/nmatl 129.

[16] E.S. Bârcă, M. Filipescu, C. Luculescu, R. Birjega, V. Ion, M. Dumitru, L.C. Nistor, G. Stanciu, M. Abrudeanu, C. Munteanu, M. Dinescu, Pyramidal growth of ceria nanostructures by pulsed laser deposition, Appl. Surf. Sci. 363 (2016) 245-251.

https://doi.org/10.1016/j .apsusc.2015.12.064.

[17] J.-G. Yu, B.C. Yang, J.W. Shin, S. Lee, S. Oh, J.-H. Choi, J. Jeong, W. Noh, J. An, High growth-rate atomic layer deposition process of cerium oxide thin film for solid oxide fuel cell, Ceram. Int. 45 (2019) 3811-3815. https://doi.Org/10.1016/j.ceramint.2018.ll.050.

[18] X. Liang, J. Xiao, B. Chen, Y. Li, Catalytically Stable and Active CeO2 Mesoporous Spheres, Inorg. Chem. 49 (2010) 8188-8190. https://doi.org/10.1021/icl00795p.

[19] H. Elbelghiti, V. Lair, A. Ringuede, M. Cassir, Electrodeposition of Ceria on Stainless Steel for SOFC Interconnect Applications, ECS Trans. 7 (2007) 2391.

https://doi.org/10.1149/L2729361.

[20] D.B. Chrisey, G.K. Hubler, Pulsed laser deposition of thin films, John Wiley & Sons, New York, 1994.

Claims (3)

1. Procedeu de obținere a unor straturi policristaline și mezoporoase de CeCh, cu un raport mare suprafață specifică/volum, utilizabile ca straturi funcționale intermediare între cadod și electrolit, caracterizat prin aceea că depunerea stratului de CeCh se face direct prin ablație laser, într-o singură etapă care include și tratamentul termic (T=500 °C), la o presiune de 1000 mbar aer.

2. Straturile de CeO2 utilizate în condițiile revendicării 1, se caracterizează prin aceea că suprafața prezintă o morfologie cu arhitectură mezoporoasă cu pori de dimensiuni de aproximativ 5-50 nm, obținute la presiunea de 1000 mbar aer.

3. Straturile de CeCh utilizate în condițiile revendicării 1, se caracterizează prin aceea că structura policristalină a stratului mezoporos corespunde unei simetrii cubice obținute la o temperatură de 500 °C.