Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Exploring the functions of Al2O3 in the transition of BaAl2SiO8 precipitated from CaO-BaO-Al2O3-B2O3-SiO2 sealing glass for IT-SOFCs

Liu Liangguang, Luo Linghong, Wang Leying, Cheng Liang, Xu Xu, Yu Yongzhi, Qin Ying, Wu Yefan

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 4

368--377

EN

CaO-BaO-Al2O3-B2O3-SiO2 (CBABS) glasses are the promising commercialized sealing materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs). Nevertheless, during the high-temperature operation, the behaviour of hexagonal BaAl2Si2O8 phase easily transformed into the monoclinic BaAl2Si2O8 phase would obviously decrease the thermal expansion coefficient of CBABS glasses, and then to form the serious cracks along the interface of bonded materials. Herein, in terms of the viscosity of CBABS glasses at the operating temperature, we studied the effect of Al2O3 on the transformation of BaAl2Si2O8 crystal form. The results showed that the CBABS glass with higher Al2O3 content presented the higher viscosity and crystallization activation energy, which could effectively prevent the excessive silica precipitation to inhibit the transformation of the BaAl2Si2O8 crystal from hexagonal phase to monocline phase. The inhibition effect of BaAl2Si2O8 crystal transformation effectively suppressed the decrease of the expansion coefficient of the glasses during the heat treatment at 973 K for 100 h, and thus to remarkably enhance the thermal stability of CBABS glasses, which would be very beneficial for IT-SOFCs in the future practical applications.

PL

Szkła CaO-BaO-Al2O3-B2O3-SiO2 (CBABS) to obiecujące, komercyjnie dostępne materiały uszczelniające do średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych (IT-SOFC). Niemniej jednak podczas działania w wysokiej temperaturze zachowanie heksagonalnej fazy BaAl2Si2O8, łatwo przemieniającej się w jednoskośną fazę BaAl2Si2O8, spowodowałoby oczywiście zmniejszenie współczynnika rozszerzalności cieplnej szkieł CBABS i w efekcie utworzenie poważnych pęknięć na granicy międzyfazowej łączonych materiałów. Tutaj, w kategoriach lepkości szkieł CBABS w temperaturze roboczej, badaliśmy wpływ Al2O3 na przemianę krystalicznej postaci BaAl2Si2O8. Wyniki pokazały, że szkło CBABS o wyższej zawartości Al2O3 wykazywało wyższą lepkość i energię aktywacji krystalizacji, co mogło skutecznie zapobiegać nadmiernemu wytrącaniu krzemionki, hamując przemianę kryształu BaAl2Si2O8 z fazy heksagonalnej do fazy jednoskośnej. Efekt hamowania przemiany kryształów BaAl2Si2O8 skutecznie tłumił spadek współczynnika rozszerzalności szkieł podczas obróbki cieplnej w temperaturze 973 K przez 100 godzin, a tym samym znacznie poprawiał stabilność termiczną szkieł CBABS, co byłoby bardzo korzystne dla IT-SOFC w przyszłych praktycznych zastosowaniach.

2

Badania stabilności chemicznej kompozytowego elektrolitu 3-YSZ-Al2O3 w stosunku do materiałów elektrodowych do zastosowania w średniotemperaturowych ogniwach paliwowych

Molin S., Bobruk M., Wyrwa J., Pleśniak J., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 1

50--64

PL

Jednym z podstawowych wymogów stawianych materiałom na elektrolity do średniotemperaturowych ogniw paliwowych IT-SOFC (ang. intermediate-temperature solid oxide fuel cells) jest ich kompatybilność chemiczna z elektrodami w temperaturach zarówno eksploatacji, jak i wytwarzania ogniw. W celu sprawdzenia, czy badany w pracy kompozytowy elektrolit o osnowie z częściowo stabilizowanego ditlenku cyrkonu i z wtrąceniami tlenku glinu w ilości 1% mol. (3-YSZ-Al2O3) może zostać zastosowany w celu zapewnienia odpowiedniej sprawności ogniw IT-SOFC przez długi okres eksploatacji, przeprowadzono analizę jego stabilności chemicznej w stosunku do materiału katody La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3 (LSCF48) oraz w stosunku do NiO, stanowiącego główny składnik materiału anody. Po wygrzewaniu mieszaniny elektrolitu i katody w proporcji wagowej 1:1 w 1273 K przez 5 i 100 godz., stwierdzono obecność nowych faz, które mogą wpływać na pogorszenie właściwości elektrochemicznych złącza elektrolit/katoda. W warunkach przewidywanej pracy ogniwa, tj. w temperaturze 1073 K elektrolit wykazuje zdecydowanie wyższą stabilność chemiczną w kontakcie z anodą aniżeli w kontakcie z katodą, która wynika z ograniczonej wzajemnej dyfuzji kationów w układzie 3-YSZ-Al2O3/NiO.

EN

One of the main features required of materials to be applied as electrolytes in intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) is their chemical compatibility with electrodes at both operating temperatures and the temperatures at which the cells are manufactured. To verify whether the investigated composite electrolyte with a matrix consisting of partially stabilized zirconia and alumina inclusions of 1 mol% (3-YSZ-Al2O3) can be applied to ensure a sufficiently high long-term operating efficiency of IT-SOFCs, its chemical stability was analyzed via exposure to the La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 (LSCF48) cathode material and NiO, which constitutes the main component of the anode material. After annealing the mixture consisting of the electrolyte and the cathode material at a mass ratio of 1:1 for 5 and 100 hours at 1273 K, the presence of new phases that might affect the electrochemical properties of the electrolyte/cathode junction was observed. Under the anticipated operating conditions of the cell, i.e. at 1073 K, the electrolyte exhibits significantly higher chemical stability in contact with the anode material than when exposed to the cathode one, which can be attributed to the reduced interdiffusion of cations in the 3-YSZ-Al2O3/NiO system.

3

Some observations on the synthesis and electrolytic properties of (Ba1-xCax)(M0.9Y0.1)O-3, M = Ce, Zr-based samples modified with calcium

Dudek M., Lis B., Rapacz-Kmita A., Gajek M., Raźniak A., Drozdz E.

Materials Science Poland

|

2016

|

Vol. 34, No. 1

101--114

EN

In this paper, the impact of partial substitution of calcium for barium in (Ba1-xCax)(M0.9Y0.1)O3, M = Ce, Zr on physicochemical properties of the powders and sintered samples was investigated. The powders, with various contents of calcium (x = 0, 0.02, 0.05, 0.1), were prepared by means of thermal decomposition of organometallic precursors containing EDTA. All of the BaCeO3-based powders synthesised at 1100 degrees C were monophasic with a rhombohedral structure, however, completely cubic BaZrO3-based solid solutions were obtained at 1200 degrees C. A study of the sinterability of BaZr0.9Y0.1O3 and BaCe0.9Y 0.1O3-based pellets was performed under non-isothermal conditions within a temperature range of 25 to 1200 degrees C. The partial substitution of barium for calcium in the (Ba1-xCax)(M0.9Y0.1)O-3, M = Ce, Zr solid solution improved the sinterability of the samples in comparison to the initial BaCe0.9Y 0.1O3 or BaZr0.9Y 0.1 O3. The relative density of calcium-modified BaCe0.9Y 0.1O3-based samples reached approximately 95 to 97 % after sintering at 1500 degrees C for 2 h in air. The same level of relative density was achieved after sintering calcium-modified BaZr0.9Y 0.1O3-at 1600 degrees C for 2 h. Analysis of the electrical conductivity from both series of investigated materials showed that the highest ionic conductivity, in air and wet 5 % H2 in Ar, was attained for the compositions of x = 0.02 to 0.05 (Ba1-xCax)(M0.9Y0.1)O3, M = Zr, Ce. The oxygen reduction reaction on the interface Pt vertical bar BaM0.9Y 0.1O3, M = Ce, Zr was investigated using Pt microelectrodes. Selected samples of (Ba1-xCax)(M0.9Y0.1)O3, M = Zr, Ce were tested as ceramic electrolytes in hydrogen-oxygen solid oxide fuel cells operating at temperatures of 700 to 850 degrees C.

4

Physicochemical properties of the Fe-25Cr/(La,Sr)CrO3 layer system in air and Ar/H2/H2O gas mixture

Bobruk M., Brylewski T.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 11

392--395

EN

The oxidation kinetics and electrical properties of the Fe-25Cr stainless steel with the (La,Sr)CrO3 thick film coating were studied during its oxidation at 1073 K for 650 hrs in air and the Ar/H2/H2O gas mixture. The investigated material was the DIN 50049 steel covered with the (La,Sr)CrO3 paste using the screen printing method. To prepare the paste, La0.8Sr0.2CrO3 micropowder was obtained via EDTA gel processes. Kinetic studies demonstrated that the application of the investigated coating can reduce the rate of corrosion of this type of steel by approximately as much as an order of magnitude. The measured values of area-specific resistance of the Fe-25Cr/(La,Sr)CrO3 layered system after oxidation in the afore-mentioned atmospheres were ca. 50% lower than the upper limit specified for interconnects (0.1 Ω⋅cm2).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania i właściwości elektrycznych stali ferrytycznej Fe-25Cr z powłoką (La,Sr)CrO3 podczas jej utleniania w 1073 K przez 650 godz. w powietrzu i mieszaninie gazu Ar/H2/H2O. Badaniom poddano stal DIN 50049 z naniesioną pastą (La,Sr)CrO3 za pomocą metody sitodruku. Do przygotowania pasty użyto mikroproszku La0.8Sr0.2CrO3, który otrzymano metodą EDTA gel processes. Badania kinetyczne dowiodły, że w wyniku zastosowania powłoki ceramicznej można obniżyć szybkość korozji tego typu stali nawet o około rząd wielkości. Zmierzone wartości powierzchniowej rezystancji elektrycznej układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Sr)CrO3 po utlenianiu w w/w atmosferach były około 2 razy niższe od górnej granicy dopuszczalnej dla interkonektorów (0,1 Ω⋅cm2).

5

Tetragonalny dwutlenek cyrkonu w układzie 3Y-TZP/Al2O3 jako elektrolit stały dla średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Obal K., Brylewski T., Adamczyk A., Pędzich Z., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 1

27--36

PL

Niniejsza praca obejmuje otrzymywanie oraz badania właściwości fizykochemicznych tetragonalnego dwutlenku cyrkonu w układzie 3Y-TZP/Al2O3 jako elektrolitu stałego do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC. Syntezę proszku roztworu stałego Y2O3-ZrO2 zawierającego 3% mol. Y2O3 (3-YSZ), o strukturze tetragonalnej, przeprowadzono metodą współstrącania-kalcynacji. W wyniku: impregnacji proszku 3-YSZ roztworem azotanu glinu, zagęszczania, a następnie spiekania w 1773 K przez 2 godz. w powietrzu uzyskano serię tetragonalnych odmian dwutlenku cyrkonu zawierających 0,35%, 0,5% i 0,75% mol. Al2O3. Charakterystykę fizykochemiczną gęstych polikrystalicznych spieków przeprowadzono przy pomocy metod XRD, SEM-EDS i EIS. W wyniku zmian strukturalnych i mikrostrukturalnych wywołanych zastąpieniem jednofazowego materiału 3Y-TZP układem 3Y-TZP/Al2O3, zawierającym oprócz fazy tetragonalnej niewielką ilość fazy jednoskośnej, uzyskano istotną poprawę przewodnictwa elektrycznego po granicach ziaren w temperaturach poniżej 873 K przy nieznacznym pogorszeniu przewodnictwa wnętrza ziaren.

EN

The presented work describes a procedure used to obtain tetragonal zirconia in the 3Y-TZP/Al2O3 system and a study of its physicochemical properties, focusing on its potential application as a solid electrolyte in the intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs). A 3-YSZ powder was obtained from the Y2O3-ZrO2 solid solution of the tetragonal structure containing 3 mol.% Y2O3 by means of the co-precipitation-calcination method. After impregnation of the powder with an aluminum nitrite solution followed by pressing and 2 h sintering at 1773 K in air, a number of 3Y-TZP/Al2O3 materials were obtained, containing 0.35 mol.%, 0.5 mol.% and 0.75 mol.% Al2O3. Physicochemical properties of these polycrystalline materials were investigated using XRD, SEM-EDS, and EIS. As a result of structural and microstructural changes induced by replacing the single-phase 3Y-TZP material with the 3Y-TZP/Al2O3 system containing a small contribution of the monoclinic phase in addition to the tetragonal phase, a significant improvement in the electrical conductivity across grain boundaries was observed at temperatures below 873 K, with an associated slight decrease in the conductivity of the grain interior.

6

Badania właściwości termicznych elektrolitu BIVOX domieszkowanego La i ocena możliwości jego zastosowania w ogniwach paliwowych IT-SOFC

Paściak G., Chmielowiec J., Górecki L., Malinowski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 10

19-22

PL

Publikacja zawiera wyniki badań właściwości termicznych dwóch elektrolitów: referencyjnego – Bi4V2O11 (BIVOX) i Bi3.64V1.67O9.64 – domieszkowanego tlenkiem lantanu w ilości 4% wag. (BILAVOX.4). Oba elektrolity scharakteryzowano za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i analizy termograwimetrycznej (TGA). Termiczne właściwości elektrolitów stałych BIVOX i BILAVOX.4 wyznaczono w atmosferach powietrza, argonu i gazu redukcyjnego – argon + 5% wodoru, przy narażaniu przez 5 i 20 godzin w temperaturach 400, 650 i 750°C. Uzyskane wyniki analizowano pod kątem możliwości zastosowania elektrolitu BILAVOX.4 w konstrukcji ogniwa paliwowego IT-SOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell).

EN

Thermal properties of two electrolytes: reference – Bi4V2O11 (BIVOX) i Bi3.64V1.67O9.64 doped with lanthanum oxide at the quantity of 4% by weight (BILAVOX.4) were investigated. Both electrolytes were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The thermal properties of BIVOX and BILAVOX. 4 were performed in air, argon and reducing – argon with 5% + hydrogen atmosphere during exposure to atmosphere for 5 hours and 20 hours in temperatures of 400, 650 and 750°C. The possibility of application of BILAVOX.4 electrolyte for the Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC) is discussed.

7

Właściwości termofizyczne szkła barowego borokrzemianowego przeznaczonego na uszczelnienia w ogniwach paliwowych IT-SOFC

Homa M., Sobczak N., Korpała B., Bruzda G., Ciecińska M., Krauz M., Gazda A., Stygar M., Brylewski T., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

253--258

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości termofizycznych szkła barowego borokrzemianowego z układu SiO2-B2O3-BaO-MgO, zaproponowanego jako potencjalne uszczelnienie szkliste dla ogniw IT-SOFC. Uszczelnienie szkliste wykazało niezadowalającą stabilność termiczną (ΔT = 117 °C). Wyznaczone przewodnictwo temperaturowe wyniosło a = 0,78 mm2/s, natomiast przewodność cieplna λ = 1,8 W/(m•K). Współczynnik rozszerzalności cieplnej wyniósł 13,8•10(-6) K(-1). Topliwość określono jako Tm = 805 °C. Materiał szklisty cechowała bardzo dobra zwilżalność (θ = 27°). Stwierdzono, że wyznaczone parametry termofizyczne nieznacznie odbiegają od wymagań stawianych uszczelnieniom szklistym i może być poddane testom w modelowym ogniwie IT-SOFC.

EN

This work presents the results of studies on thermophysical properties of barium borosilicate glass from the SiO2-B2O3-BaO-MgO system for application as a glass sealant for IT-SOFC fuel cells. The glass exhibited unsuitable thermal stability (ΔT = 117 °C). The thermal conductivity was determined as a = 0,78 mm2/s, whereas the thermal conductance was λ = 1,8 W/(m•K). The thermal expansion coefficient was 13.8•10(-6) K-(1). The softening point was determined as Tm = 805 °C. The glass exhibited very good wettability (θ = 27°). The established values of thermophysical parameters suggest that the glass is suitable for seals and further may be tested in IT-SOFC cells.

8

Reaktywność chemiczna kompozytowego elektrolitu stałego 3Y-TZP/Al2O3 z materiałem katodowym LSCF48 w kontekście możliwości ich wykorzystania do ogniw paliwowych IT-SOFC

Obal K., Brylewski T., Adamczyk A., Kruk A., Pędzich Z., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

212--217

PL

Niniejsza praca dotyczy oceny stabilności chemicznej kompozytowego elektrolitu o osnowie z częściowo stabilizowanego dwutlenku cyrkonu i wtrąceniami tlenku glinu (3Y-TZP/Al2O3) w stosunku do elektrody La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3 (LSCF48). Analiza fazowa mieszaniny 3Y-TZP/Al2O3-LSCF48 zestawionej w proporcji wagowej 1:1 i poddanej wygrzewaniu w 1073 K nie wykazała obecności innych faz niż wyjściowe. Wzrost temperatury wygrzewania do 1273 K spowodował powstawanie nowych faz krystalicznych, głównie SrZrO3 i CoFe2O4. Wyniki tych badań wskazują na potencjalne możliwości zastosowania elektrolitu 3Y-TZP/Al2O3 do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC ze względu na kompatybilność chemiczną z katodą LSCF48 w temperaturze przewidywanej eksploatacji ogniwa (1073 K). Ze względu na zachodzące zmiany strukturalne w mieszaninie poddanej wygrzewaniu w 1273 K - złącze elektrolit-katoda nie może być wystawione na działanie tej temperatury przez dłuższy okres czasu podczas wytwarzania ogniwa paliwowego.

EN

The paper presents the evaluation of chemical stability of composite electrolyte with the partially stabilized zirconia matrix and aluminium oxide inclusions (3Y-TZP/Al2O3) in relation to the La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 (LSCF48) electrode. Phase analysis of the 3Y-TZP/Al2O3-LSCF48 mixture batched in a weight ratio of 1:1, and annealed in air at 1073 K revealed the presence of the starting components only while the increase of annealing temperature up to 1273 K (for 5 h and 100 h) caused the formation of new crystalline phases, mainly of SrZrO3 and CoFe2O4. These studies indicate the potential for the application of 3Y-TZP/Al2O3 in intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) due to the chemical compatibility with the LSCF48 cathode at the expected operation temperature of a cell (1073 K). Due to structural changes of the mixture annealed at 1273 K, the electrolyte-cathode connector cannot be exposed to that temperature for a long time during the manufacturing stage of a fuel cell.

9

Mikrostruktura oraz właściwości elektryczne warstwy o strukturze spinelu na wybranych wysokochromowych stalach ferrytycznych

Kruk A., Stygar M., Krauz M., Homa M., Adamczyk A., Kucza W., Rutkowski P., Bobruk M., Gil A., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

235--244

PL

Ważnym aspektem technologicznym w produkcji generatorów prądotwórczych jest dobór odpowiednich materiałów konstrukcyjnych, bowiem od nich zależy wysoka sprawność energetyczna i niezawodność działania tych urządzeń. Interkonektor stanowi podstawowy element składowy ogniwa paliwowego, ponieważ doprowadza on poprzez system kanałów gazowe paliwo i utleniacz oraz odprowadza prąd elektryczny. W przypadku średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC do wytwarzania interkonektorów stosowane są wysokochromowe stale ferrytyczne, które w trakcie pracy ogniwa ulegają procesowi korozji, wykształcając ochronną zgorzelinę Cr2O3. Zgorzelina ta posiada dość znaczy opór elektryczny, a ponadto utlenia się do lotnych tlenków i tlenowodorotlenków chromu, które powodują „zatruwanie” pozostałych elementów ogniwa, obniżając tym samym jego sprawność. W celu przeciwdziałania tym niekorzystnym zjawiskom podjęto próbę zastosowania powłoki o składzie Y0,1Mn1,45Co1,45O4 jako ceramicznej warstwy ochronno-przewodzącej, nanoszonej metodą sitodruku bezpośrednio na powierzchnię stali ferrytycznej. W pracy przestawiono wyniki badań własności fizykochemicznych różnych stali ferrytycznych, czystych oraz z naniesioną powłoką spinelu manganowo-kobaltowego domieszkowanego itrem.

EN

An important technological aspect in production of generators is selection of appropriate structural materials which is a prerequisite for obtaining a high level of energy efficiency and reliability of these devices. The essential component of a fuel cell is an interconnect which supplies gaseous fuel and the oxidant through a system of channels, and also provides a medium for the generated electric current to travel through. In the case of intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC), ferritic stainless steel forms a core of the interconnect; the steel undergoes corrosion during the cell’s operation, forming a protective coating mainly composed of the Cr2O3 scale. However, the scale is characterized by a relatively high electrical resistance, and its formation furthermore entails the evolution of chromium oxides and oxyhydroxides that poison the remaining elements of the cell, reducing its overall efficiency. In order to prevent these processes from taking place, an attempt was made to apply a manganese cobalt-doped yttrium spinel as a protective-conducting ceramic layer on ferritic steel. The paper presents physicochemical properties of different species of pure ferritic steels and steels with the coating composed of the Y0.1Mn1.45Co1.45O4 spinel.

10

Modyfikacja tetragonalnej odmiany cyrkonii stabilizowanej tlenkiem itru z przeznaczeniem na elektrolity do ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Obal K., Brylewski T., Pędzich Z., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

352--360

PL

W niniejszej pracy, na tle literatury i badań własnych, przedstawiono zagadnienia związane z modyfikacją mikrostruktury tetragonalnej odmiany cyrkonii stabilizowanej tlenkiem itru poprzez wytworzenie kompozytowego elektrolitu dyspersyjnego 3Y-TZP/Al2O3. Wyniki tych badań wskazują na potencjalne możliwości zastosowania tego kompozytu jako elektrolitu stałego o stabilnych parametrach użytkowych do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC, przewidzianych do pracy w zakresie temperatur 600-800 °C.

EN

The paper presents issues related to the modification of the microstructure of tetragonal zirconia stabilized with yttrium oxide via the formation of a dispersed composite 3Y-TZP/Al2O3 electrolyte. These studies point to the potential application of this composite as a solid electrolyte with stable functional parameters for the Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cells (IT-SOFC) designed for operation in the temperature range of 600-800 °C.

11

Badania struktury i właściwości fizykochemicznych spineli w układzie Cu-Mn-Co-O otrzymywanych metodą EDTA gel processes

Kruk A., Stygar M., Adamczyk A., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

374--381

PL

Potencjalnymi materiałami do wytwarzania metalicznych interkonektorów dla średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC są żaroodporne stale ferrytyczne. Jednakże lotne związki chromu, parujące ze zgorzeliny tlenku chromu powstałej na powierzchni stali w wyniku procesu utleniania, powodują powolną degradację właściwości elektrycznych elementów ogniwa. Równocześnie produkt utleniania stali wykazuje duży opór elektryczny. W celu ograniczenia tych zjawisk stosuje się modyfikację powierzchniową metalicznego interkonektora, polegającą na naniesieniu odpowiedniej powłoki ochronnej. W tym celu mogą być stosowane spinele z grupy Mn1+xCo2-xO4 (0  x  0,5), gdyż stanowią efektywną barierę zaporową dla odrdzeniowej dyfuzji chromu z interkonektora i tym samym istotnie ograniczają tworzenie się lotnych par Cr. Konieczne jest jednak podwyższenie przewodnictwa elektrycznego tych spineli w zakresie 600-800 °C. Można to osiągnąć przez ich domieszkowanie odpowiednimi metalami. W pracy przestawiono wyniki badań fizykochemicznych spinelu manganowo kobaltowego domieszkowanego różną ilością miedzi.

EN

Materials that may potentially be used to manufacture metallic interconnects for intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) include heat-resistant ferritic steels. However, volatile chromium compounds that evaporate from the chromia scale formed on the surface of steel during oxidation cause slow degradation of the electrical properties of the cell’s elements. At the same time the product of the steel’s oxidation exhibits high electrical resistance and inhibits conductivity. In order to counter these unfavorable phenomena, the metallic interconnect is modified by depositing an appropriate protective layer over its surface. Materials that may be used to do this include spinels from the Mn1+xCo2-xO4 (0  x  0.5) group; these substances provide an effective barrier against outward chromium diffusion from the interconnect’s core, thereby significantly inhibiting the evolution of Cr vapour. Nevertheless, the electrical conductivity of these spinels over the temperature range of 600-800 °C needs to be improved. This can be done by doping them with the appropriate metals. The present paper describes the results of physicochemical investigations of a manganese-cobaltite doped with various quantities of copper.