LaNi{{0}}.6Fe0.4O3 Materjal ta' Kuntatt tal-Katodu: Manipulazzjoni ta' Proprjetajiet ta' Konduzzjoni Elettrika u l-Effett tagħha fuq Prestazzjoni Elettrokimika SOFC
ZHANG Kun, WANG Yu, ZHU Tenglong, SUN Kaihua, HAN Minfang, ZHONG Qin. LaNi{{0}}.6Fe0.4O3 Materjal ta' Kuntatt tal-Katodu: Manipulazzjoni ta' Proprjetajiet ta' Konduzzjoni Elettrika u l-Effett tagħha fuq Prestazzjoni Elettrokimika SOFC[J]. Ġurnal ta 'Materjali Inorganiċi, DOI: 10.15541/jim20230353.
Dijagramma skematika tal-katodu u l-interface tal-kuntatt tal-interkonnettur
Matul il-proċess ta 'assemblaġġ tal-munzell ċatt taċ-ċelluli tal-fjuwil tal-ossidu solidu (SOFC), il-kuntatt dirett bejn il-katodu taċ-ċeramika u l-konnettur tal-metall huwa fqir u l-istress huwa għoli. Huwa faċli li tipproduċi reżistenza kbira tal-kuntatt tal-interface, li mbagħad taffettwa l-prestazzjoni u l-istabbiltà tal-munzell. Saff ta 'kuntatt tal-katodu ġeneralment jiżdied bejn il-katodu u l-konnettur biex itejjeb il-kuntatt tal-interface. LaNi{{0}}.6Fe0.4O3 (LNF) għandu l-vantaġġi ta 'konduttività elettrika għolja u koeffiċjent ta' espansjoni termali li jaqbel mal-katodu u materjali tal-konnettur. Huwa materjal ta 'saff ta' kuntatt użat ħafna f'SOFC tal-pjanċa ċatta. Madankollu, matul it-tħaddim fit-tul tal-munzell, LNF għandu fenomeni bħalma huma l-ħxuna tal-partiċelli u bidliet sinifikanti fir-reżistenza tal-wiċċ, li jwassal għal ħsara lill-interface tal-kuntatt u b'hekk jaffettwa l-prestazzjoni tal-munzell. Il-grupp ta 'riċerka ta' Zhu Tenglong fl-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta 'Nanjing uża żewġ metodi, granulazzjoni tal-ippressar niexef u sinterizzazzjoni f'temperatura għolja, biex jipprepara materjali LNF ta' partiċelli kbar, u studja l-evoluzzjoni tar-reżistenza tal-wiċċ taħt tagħbija kurrenti u l-impatt tagħha fuq il-prestazzjoni elettrokimika ta 'SOFC ċelluli singoli.
Evoluzzjoni tal-ASR tal-LNF kontra l-ħin taħt 750 grad u 1A/cm2, immaġini SEM tal-LNF qabel u wara t-test tal-ASR(a) Inizjali; (b) Wara t-test
Ir-riċerka tindika. Meta mqabbla ma 'LNF-1 mhux ittrattati, LNF-2 u LNF-3 li għaddew minn granulazzjoni ta' ippressar niexef u sinterizzazzjoni f'temperatura għolja għandhom reżistenza tal-wiċċ inizjali aktar baxxa. Id-daqs tal-partiċelli tad-daqs tal-partiċelli żgħar LNF se jiżdied b'mod sinifikanti taħt it-tagħbija kurrenti. Għalkemm l-LNF-2 granulat bl-ippressar niexef għandu daqs ta 'partiċelli akbar, iżomm attività ta' sinterizzazzjoni aħjar, għalhekk juri wkoll fenomenu ta 'sinterizzazzjoni aktar ovvju taħt tagħbija kurrenti, li jirriżulta fi tnaqqis fir-reżistenza tal-folja. LNF-3 li jkun għadda minn trattament minn qabel tas-sinterizzazzjoni f'temperatura għolja bażikament tilef l-attività ta 'sinterizzazzjoni tiegħu, u d-daqs tal-partiċelli tiegħu jinbidel ftit taħt l-azzjoni tal-kurrent, għalhekk ir-reżistenza tal-wiċċ tagħha tibqa' stabbli. Barra minn hekk, l-impedenza ohmika taċ-ċelloli singoli LNF-2 u LNF-3 b'daqsijiet ta' partiċelli akbar hija iżgħar minn dik ta' LNF-1, li hija relatata mar-reżistenza tal-erja tal-komponent ta' kuntatt aktar baxx tagħhom u aħjar kuntatt tal-interface tal-katodu. Fl-istess ħin, kemm LNF-2 kif ukoll LNF-3 ċelloli singoli wrew reżistenza tal-polarizzazzjoni iżgħar, li jindika li ż-żieda tad-daqs tal-partiċelli LNF tista 'ttejjeb it-trażmissjoni u t-tixrid tal-ossiġnu fl-arja fuq in-naħa tal-katodu. F'esperimenti ta 'ċiklu termali multipli, iċ-ċellula waħda LNF-2 wriet prestazzjoni elettrokimika inizjali eċċellenti, iżda xorta żammet attività ta' sinterizzazzjoni tajba minħabba tagħha stess. Waqt tħaddim fit-tul f'temperaturi għoljin u testijiet ta 'prestazzjoni elettrokimika multipli, il-partiċelli tiegħu huma aktar probabbli li jgħaqqdu, u jikkawżaw ħsara fil-pori u tqaxxir tal-interface, li jwassal għal attenwazzjoni sinifikanti tal-prestazzjoni ta' ċellula waħda. B'kuntrast, materjali LNF-3 li għaddew minn trattament minn qabel tas-sinterizzazzjoni f'temperatura għolja għandhom attività ta 'sinterizzazzjoni fqira u jistgħu jżommu stabbiltà strutturali tajba matul ċikli termali b'temperatura għolja.
Spettri EIS (a) u plots ta' twaħħil DRT (b) ta' ċelloli singoli taħt pressjoni parzjali ta' ossiġnu ta' 2.1 × 104 u 3 × 103 Pa, u r-reżistenza Ohmika korrispondenti tagħhom (c) u r-reżistenza tal-polarizzazzjoni (d)
Il-punti ewlenin ta' dan l-artikolu:
1. Meta mqabbel ma 'materjal LNF-1 mhux ittrattat, LNF-2 u LNF-3 ikkontrollati bil-partiċelli jistgħu jnaqqsu r-reżistenza tal-folja. Ir-reżistenza tal-wiċċ tal-komponent tal-kuntatt tista 'malajr tilħaq stat stabbli taħt tagħbija kurrenti, u l-istruttura tista' tinżamm stabbli taħt kundizzjonijiet ta 'tagħbija kurrenti fit-tul.
2. Materjal ta 'kuntatt LNF ta' daqs kbir ta 'partiċelli jista' jottimizza l-kuntatt tal-interface tal-katodu, jippromwovi t-tixrid u t-trasport tal-ossiġnu fuq in-naħa tal-katodu, u jtejjeb il-prestazzjoni tal-output ta 'ċellula waħda.
3. Il-materjal LNF granulat ippressat niexef għadu jżomm ċerta attività ta 'sinterizzazzjoni, li tirriżulta fi stabbiltà fqira taċ-ċiklu termali. It-trattament minn qabel tas-sinterizzazzjoni f'temperatura għolja jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-istabbiltà strutturali tal-materjali ta' kuntatt tal-katodu LNF waqt proċessi ta 'ċikliżmu u skariku termali.
Dijagrammi skematiċi u stampi SEM għal interfaces ta 'kuntatt tal-katodu ta' ċelluli singoli wara ċikliżmu termali....
Kumment:
1. F'dan l-artikolu, l-awtur jistudja l-evoluzzjoni tar-reżistenza tal-wiċċ tal-assemblaġġ tal-kuntatt tal-katodu minħabba d-daqs tal-partiċelli tal-materjal LNF u l-impatt tiegħu fuq il-prestazzjoni elettrokimika u l-istabbiltà taċ-ċellula waħda SOFC. Instab li ż-żieda tad-daqs tal-partiċelli permezz tas-sinterizzazzjoni f'temperatura għolja tnaqqas ir-reżistenza tal-folja tal-assemblaġġ tal-kuntatt tal-katodu. Ir-reżistenza tal-wiċċ tal-komponent tal-kuntatt tista 'malajr tilħaq stat stabbli taħt tagħbija kurrenti u l-istruttura tista' tinżamm stabbli taħt kundizzjonijiet ta 'tagħbija kurrenti fit-tul, li tipprovdi referenza tajba għat-titjib tal-prestazzjoni ta' SOFC.
2. Din ir-riċerka hija orjentata lejn il-ħtiġijiet attwali ta 'materjali ta' kuntatt ta 'reżistenza baxxa u konduttività għolja għal munzelli ta' ċelloli tal-fjuwil ta 'ossidu solidu. Ġie studjat il-mekkaniżmu ta 'l-influwenza ta' LaNi0.6Fe0.4O3 kontroll tad-daqs tal-partiċelli fuq il-konduttività u l-prestazzjoni ta 'ċellula waħda SOFC, u l-influwenza tal-kundizzjonijiet operattivi bħall-kontenut ta' ossiġnu ta 'l-arja u ċiklu termali fuq wieħed il-prestazzjoni taċ-ċelluli waqt il-granulazzjoni tal-LNF bl-użu ta 'mezzi differenti ġiet analizzata fid-dettall. Il-kunċett tal-karta huwa relattivament ġdid, il-ħsieb huwa ċar, id-dejta elenkata tista 'tappoġġja tajjeb il-kwistjonijiet korrispondenti, u għandha ċertu valur ta' applikazzjoni prattika. L-artiklu għandu struttura ċara, loġika raġonevoli, u kitba standardizzata.
