Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Structural and morphological analysis of barium cerate electrolyte for SOFC application

Kumar A. S., Balaji R., Puviarasu P., Jayakumar S.

Materials Science Poland

|

2017

|

Vol. 35, No. 1

120--125

EN

Gadolinium doped barium cerate (BCG) electrolytes Ce0.8Gd0.2 O1.9 + xBaO (x = 0.1 and 0.4) were prepared by wet chemical method for the use in solid oxide fuel cells operating at intermediate temperatures (600 °C to 800 °C). The as-prepared powder sample was calcined at 900 °C. The calcination temperature was identified using differential scanning calorimetry (DSC) analysis. The orthorhombic perovskite phase formation was confirmed by XRD analysis. From TEM results, the particle size was found to be about 32 nm which is in a good agreement with XRD results. BCG nanoparticles were formed at lower sintering temperature due to using microwave furnace. By reducing the sintering temperature of solid electrolyte through microwave technique, the percentage of barium loss was successfully reduced and the prepared electrolyte can be a good choice for solid oxide fuel cells operating at intermediate temperatures.

2

Fizykochemiczne właściwości układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w atmosferze powietrza i mieszanin gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O

Brylewski T., Bućko M.M., Rakowska A., Dąbek J., Przybylski K.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

8--19

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania i właściwości elektrycznych stali ferrytycznej Fe-25Cr z powłoką (La,Ca)CrO3 podczas jej utleniania w 1073 K w powietrzu i mieszaninach gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O. Badaniom poddano stal DIN 50049 z naniesioną pastą (La,Ca)CrO3 przy pomocy metody sitodruku. Do przygotowania pasty użyto mikroproszku La0,8Ca0,2CrO3, który otrzymano metodą współstrącania i kalcynacji. Kinetykę wzrostu zgorzeliny na stali czystej oraz pośredniej warstwy reakcyjnej na granicy rozdziału stal/powłoka układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w w/w warunkach można opisać w przybliżeniu prawem parabolicznym. Morfologię oraz skład chemiczny i fazowy produktów utleniania stali czystej i stali z powłoką (La,Ca)CrO3 badano przy pomocy SEM-EDS, TEM-SAD i XRD. Wpływ pośredniej warstwy reakcyjnej na właściwości elektryczne badanego układu stal/powłoka przedyskutowano w aspekcie jego przydatności do konstrukcji metalicznych interkonektorów dla ogniw paliwowych SOFC.

EN

The oxidation kinetics and electrical properties of the Fe-25Cr stainless steel coated in the (La,Ca)CrO3 thick film were studied during its oxidation at 1073 K in air and Ar/H2/H2O and Ar/CH4/H2O gas mixtures. The material for the experiments was the DIN 50049 steel covered with the (La,Ca)CrO3 paste, using the screen printing method. To prepare the paste, La0.8Ca0.2CrO3 micropowder was obtained via co-precipitation and calcination. The kinetic growth of the scale on pure steel and of the intermediate reactive layer at the steel/coating interface of the Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 layer system in the afore-mentioned conditions approximately follows the parabolic rate law. The morphology, and the chemical and phase compositions of the oxidation products of pure steel and the steel coated with (La,Ca)CrO3 were investigated using SEM-EDS, TEM-SAD and XRD analyses. The effect of the intermediate reactive layer on the electrical properties of the studied system is discussed in terms of its applicability for the construction of metallic interconnects used in SOFCs.

3

Badania stabilności chemicznej kompozytowych elektrolitów stałych na osnowie BaCe0,85Y0,15O3-δ i Ce0,85Y0,15O2-δ do zastosowania w podwójnym ogniwie paliwowym PCFC-SOFC

Gaweł R. A., Przybylski K., Gajerski R., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

577-583

PL

Celem niniejszej pracy jest określenie stabilności chemicznej materiałów elektrolitowych BaCe0,85Y0,15O3-δ i Ce0,85Y0,15O2-δ w postaci proszków i spieków. Próbki do badań stabilności poddawano starzeniu przez 600 godz. zarówno w temperaturze pokojowej, jak i 873 K w mieszaninie gazów CO2/H2O. W badaniach procesów fizykochemicznych zachodzących podczas starzenia proszków i spieków w w/w warunkach zastosowano termiczną analizę różnicową oraz termograwimetrię, natomiast analizę składu chemicznego gazów uwalnianych z badanych próbek podczas ich ogrzewania przeprowadzono przy użyciu spektrometru masowego. Analizę składu fazowego i chemicznego oraz morfologię próbek przeprowadzono przy użyciu dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego oraz skaningowej mikroskopii elektronowej połączonej z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego. Wykazano, że w temperaturze pokojowej proszki i spieki kompozytowe adsorbują niewielkie ilości pary wodnej, natomiast nie stwierdzono adsorpcji CO2. W 873 K stwierdzono, że w/w materiały adsorbują głównie CO2, podczas gdy na parę wodną są odporne. Stosunek adsorbowanego CO2 do zawartości Ba w próbkach zależy od rodzaju próbki oraz składu kompozytu.

EN

The aim of this work is to determine the chemical stability of BaCe0.85Y0.15O3-δ and Ce0.85Y0.15O2-δ electrolyte materials in the form of powders and bulk samples. The samples underwent ageing for 600 hrs at both room temperature and 873 K in a CO2/H2O gas mixture. To determine the physicochemical processes that took place during the powder and bulk sample ageing process in the above-mentioned conditions, differential thermal analysis and thermogravimetry were used. However, the chemical composition analysis of the gases released from the studied samples during their heating was carried out by a mass spectrometer. Analysis of the phase and chemical composition, as well as the morphology of the samples was carried out via X-ray diffraction and scanning electron microscopy combined with energy dispersion spectroscopy. It was shown that at room temperature the composite powders and bulk samples adsorb small amounts of water vapour, however the absorption of CO2 was not determined. At 873 K it was determined that the afore-mentioned materials mainly adsorb CO2, while they are resistant against water vapour. The ratio of CO2 to the amount of Ba in the samples is dependent on the type of studied sample and the chemical composition of a given composite.

4

Elektrolity ceramiczne Ce0,8Gd0,2O2 jako elementy stałotlenkowych ogniw paliwowych

Raźniak A., Dudek M., Adamowicz K., Lis B., Uruski Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 2

134-142

PL

W pracy przedstawiono wyniki wybranych badań właściwości elektrolitycznych spieków roztworu stałego Ce0,8Gd0,2O2 (20GDC) stosowanego jako elektrolit w ogniwie paliwowym typu IT-SOFC. Zaprezentowano też wybrane wyniki prac przeprowadzonych w celu wyjaśnienia mechanizmu redukcji tlenu na elektrolicie 20GDC z zastosowaniem metalicznych elektrod punktowych Au, Ag i Pt. Jednofazowe proszki roztworu stałego 20GDC otrzymano metodami współstrącania-prażenia (A) oraz hydrotermalną (B). Próbki 20GDC sporządzone z proszków (A) i (B) spiekano odpowiednio przez 4 h w temperaturze 1270°C oraz w temperaturze 1600°C przez 2 h w powietrzu. Otrzymane w ten sposób gazoszczelne spieki 20GDC przebadano pod kątem długotrwałego działania czynników takich jak: temperatura, skład atmosfery gazowej, a także obciążenia prądowego w ogniwie. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że długotrwała praca spieków 20GDC pod obciążeniem prądowym w atmosferach utleniających nie prowadzi do zauważalnych zmian strukturalnych oraz mikrostrukturalnych elektrolitu. Z kolei, na podstawie wykonanych badań elektrochemicznej redukcji tlenu na granicy faz metal 20GDC z zastosowaniem elektrod punktowych można stwierdzić, że mechanizm elektrody tlenowej jest bardzo skomplikowany, i że wpływają na niego nie tylko właściwości katalityczne materiału elektrody, ale także zależy on od sposobu transportu tlenu do miejsca zachodzenia reakcji.

EN

The paper presents the results of selected studies of electrolytic properties of the sintered Ce0.8Gd0.2O2 (20GDC) solid solution used as electrolyte in IT-SOFC. It also presents the selected results of research carried out to clarify the mechanism of oxygen reduction in the 20GDC electrolyte when metallic Au, Ag and Pt point electrodes were used. Single-phase 20GDC solid solution powders were obtained by coprecipitation-calcination (A) and hydrothermal (B) methods. The 20GDC samples produced from the (A) and (B) powders were sintered respectively for 4 hrs at 1270°C and at 1600°C for 2 hrs in air. The sintered gas-tight 20GDCs were tested for long-term exposure to such factors as temperature, composition of a gaseous reactive atmosphere and current load of the cell. As a result of the research, it has been found that the long-term operation of 20GDC sinters under current load in oxidizing atmospheres did not lead to any noticeable structural or microstructural changes of the electrolyte. On the other hand, on the basis of the studies on electrochemical reduction of oxygen at the metal-20GDC interface, using a point electrode, it can be concluded that the mechanism of the oxygen electrode is very complicated, and it is affected not only by the catalytic properties of the electrode material, but also it depends upon the type of transport of oxygen to the place where the reaction occurs.