Composite Ag-La0.6Sr0.4Co0.8 Fe0.2O3-σ cathode material for solid oxide fuel cells, preparation and characteristic

• Autorzy: Mosiałek M. , Tatko M. , Dudek M. , Bielańska E. , Mordarski G.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0171

Warianty tytułu

PL

Kompozytowy materiał katodowy Ag-La0.6Sr0.4Co0.8 Fe0.2O3-σ do stałotlenkowych ogniw paliwowych, otrzymywanie i charakterystyka

• Konferencja: Composites and Ceramic Materials - Technology, Application and Testing (13 ; 13-15.05.2013 ; Białowieża, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Composite cathodes Ag-La_0.6 Sr_0.4 Co_0.2 Fe_0.8O_3-σ were obtained by two different procedures. In the first procedure porous La_0.6 Sr_0.4 Co_0.2 Fe_0.8O_3-σ (LSCF) matrix was prepared by sintering the LSCF paste, the matrix was then saturated with AgNO₃ solution and sintered again. Introduced silver crystalized in the form of 10 nm crystallites in the whole LSCF matrix. In the second procedure the paste of silver powder was deposited on the surface of electrolyte and dried. The layer of silver paste was then covered by a layer of the LSCF paste and sintered at 850°C. The following cells were tested: H₂|Ni-Ce_0.8Gd_0.2O_1.9|Ce_0.8Sm_0.2O_1.9LSCF|O₂, H₂|Ni-Ce_0.8Gd_0.2 O_1.9|Ce_0.8 Sm_0.2 O_1.9 |LSCF-Ag|O₂ and H₂ |Ni-Ce_0.8Gd_0.2O_1.9|Ce_0.8Sm_0.2O_1.9|Ag|LSCF|O₂. Introduction of silver interlayer between cathode and electrolyte increased output power by 18-28% whereas introduction of metallic silver into porous LSCF caused increase in power by 14-18%.

PL

Kompozytowe katody Ag-La_0.6 Sr_0.4 Co_0.2 Fe_0.8O_3-σ wykonano dwoma sposobami. W pierwszej metodzie otrzymano poro- watą matrycę La_0.6 Sr_0.4 Co_0.2 Fe_0.8O_3-σ (LSCF) poprzez wyprażenie pasty LSCF, następnie nasączono ją roztworem AgNO₃ i ponownie wyprażono. Wprowadzone srebro wykrystalizowało w postaci 10 nm krystalitów w matrycy LSCF. W drugiej metodzie na powierzchni elektrolitu położono pastę srebrną a po wysuszeniu pastę LSCF i wyprażono w 850°C. Testowano następujące ogniwa H₂|Ni-Ce_0.8Gd_o.2O_1.9|Ce_0.8Sm_0.2O_1.9LSCF|O₂, H₂|Ni-Ce_0.8Gd_0.2 O_1.9|Ce_0.8 Sm_0.2 O_1.9 |LSCF-Ag|O₂ and H₂ |Ni-Ce_0.8Gd_0.2O_1.9|Ce_0.8Sm_0.2O_1.9|Ag|LSCF|O₂. Wprowadzenie warstwy srebra pomiędzy katodę a elektrolit podniosło moc ogniwa o 18-28% podczas gdy wprowadzenie srebra do porowatego LSCF spowodowało wzrost mocy o 14-18%.

Słowa kluczowe

EN

intermediate-temperature solid oxide fuel cells; Ag-LSCF composite cathode; silver interlayer; samaria doped ceria

PL

stałotlenkowe ogniwo paliwowe; katody kompozytowe z metalicznego srebra; pasta srebrowa; tlenek ceru

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1341--1345
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Mosiałek M.

• Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry PAS, 30–239 Cracow, Poland

autor

Tatko M.

• Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry PAS, 30–239 Cracow, Poland

autor

Dudek M.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Fuels and Energy, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Bielańska E.

• Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry PAS, 30–239 Cracow, Poland

autor

Mordarski G.

• Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry PAS, 30–239 Cracow, Poland

Bibliografia

• [1] B. C. H. Steele, J. M. Bae, Solid State Ionics 106, 255 (1997).
• [2] S. B. Adler, J. A. Lane, B. C. H. Steele, J. Electrochem. Soc. 143, 3554 (1996).
• [3] V. Dusastre, J. A. Kilner, Solid State Ionics 126, 163 (1999).
• [4] E. V. Tsipis, V. V. Kharton, J. Solid State Electr. 12, 1367 (2008).
• [5] L. W. Tai, M. M. Nasrallah, H. U. Anderson, D. M. Sparlin, S. R. Sehlin, Solid State Ionics 76, 273 (1995).
• [6] J. W. Fergus, J. Power Sources 189, 30 (2006).
• [7] S. Pinol, M. Morale, F. Espirell, J. Power Sources 169, 2 (2007).
• [8] M. Dudek, A. Rapacz-Kmita, M. Mroczkowska, M. Mosiałek, G. Mordarski, Electrochim. Acta 55, 4387 (2010).
• [9] Y. Wang, L. Zhang, F. Chen, C. Xia, J. Hydrogen Energy 37, 8582 (2012).
• [10] S. Wang, T. Kato, S. Nagata, T. Honda, T. Kaneko, N. Iwashita, M. Dokiya, Solid State Ionics 146, 203 (2002).
• [11] S. Wang, T. Kato, S. Nagata, T. Kaneko, N. Iwashita, T. Honda, M. Dokiya, Solid State Ionics 152-153, 477 (2002).
• [12] Y. Sakito, A. Hirano, N. Imanishi, Y. Takeda, O. Yamamoto, Y. Liu, J. Power Sources 182, 476 (2008).
• [13] K. Murata, A. Hirano, N. Imanishi, Y. Takeda, ECS Transactions, 25, 2413 (2009).
• [14] J. Zhang, Y. Ji, H. Gao, T. He, J. Liu, J. Alloy. Compd. 395, 322 (2005).
• [15] J. T. Huang, X. D. Shen, C. L. Chou, J. Power Sources 187, 348 (2009).
• [16] S. P. Simner, M. D. Anderson, J. E. Coleman, J. W. Stevenson, J. Power Sources 161, 115 (2006).
• [17] S. P. Simner, M. D. Anderson, J. W. Templeton, J. W. Stevenson, J. Power Sources 168, 236 (2007).
• [18] Y. Liu, M. Mori, Y. Funahash i, Y. Fujishir o, A. Hirano, Electrochem. Commun. 9, 1918 (2007).
• [19] S. H. Jun, Y. R. Uhm, R. H. Song, C. K. Rhee, Curr. Appl. Phys. 11, S305 (2011).
• [20] M. Mosiałek, M. Dudek, J. Wojewoda-Budka, Arch. Metall. Mater. 58, 275 (2013).
• [21] M. Mosiałek, E. Bielańska, R. P. Socha, M. Dudek, G. Mordarski, P. Nowak, J. Barbasz, A. Rapacz-Kmita, Solid State Ionics 225, 755 (2012).
• [22] F. James, M. Roos, Comput. Phys. Commun. 10, 343 (1975).