Niniejsza praca dotyczy określenia właściwości związanych z magazynowaniem tlenu, jak również innych podstawowych właściwości fizykochemicznych dla grupy związków o strukturze typu perowskitu, będących potencjalnymi materiałami do magazynowania tlenu. Seria tlenków na bazie Mn, z uporządkowaniem kationowym, o ogólnym wzorze BaLnMmO5+δ (Ln: Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Er i Y), materiałów częściowo podstawianych w podsieci Ln o składzie BaY1-xLnxMn2O5+δ (Ln: Pr, Sm, Gd) oraz związków podwójnie
domieszkowanych należących do grupy Ba0,9Sr0,1Y1-xLnxMn2O5+δ, a także
wybranych tlenków zawierających Co i Fe została scharakteryzowana pod względem struktury krystalicznej w stanie utlenionym oraz zredukowanym, oraz zmian strukturalnych zachodzących ze zmianą temperatury, jak również zawartości tlenu. Badania dotyczące właściwości magazynowania tlenu, z charakterystyką procesów utleniania i redukcji, a także odwracalną pojemnością stanowią główną część danych eksperymentalnych. Dla wybranych próbek wykonano również badania mikrostruktury i morfologii, stopnia utlenienia kationów manganu, jak również pomiary przewodnictwa elektrycznego i współczynnika Seebecka. Podjęta została próba wyjaśnienia korelacji pomiędzy składem chemicznym rozważanych tlenków, a ich właściwościami fizykochemicznymi, wpływającymi na parametry związane z magazynowaniem tlenu. Przeprowadzone w pracy badania pozwoliły na wyłonienie najlepszych materiałów (np. BaY0,75Pr0,25Mn2O5+δ) które charakteryzują się wysoką,
odwracalną pojemnością, przekraczającą wartości podawane dla obecnie stosowanych materiałów.
The thesis concerns determination of oxygen -related properties, as well as other, basic physicochemical characteristics in a group of candidate oxygen storage materials, having perovskite-type crystal structure. Series of cation-ordered Mn-based oxides with a general formula of BaLnMmO5+δ (Ln: Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Er and Y), Ln-site substituted BaY1-xLnxMn2O5+δ (Ln: Pr, Sm, Gd), and doubly doped materials belonging to Ba0,9Sr0,1Y1-xLnxMn2O5+δ group, as well as selected, Co- and Fe-containing oxides were characterized in terms of their crystal structure in oxidized and reduced state, structural evolution on temperature and oxygen content. Thorough studies concerning their oxygen storage properties, with oxidation and reduction characteristics recorded as a function of temperature, kinetics of the oxidation/reduction, as well as reversible oxygen storage capacity (OSC), constitute a main part of the experimental work. Complementary research on microstructure and morphology, oxidation state of the manganese cations, as well as electrical conductivity and Seebeck coefficient was also conducted for selected samples. An attempt to elucidate correlation between the chemical composition of the considered oxides and their physiochemical properties influencing oxygen storage performance have been conducted. The performed in this thesis studies allowed to select the best candidate materials (eg. BaY0,75Pr0,25Mn2O5+δ), having high and reversible OSC, which surpass the currently commercialized compounds.
