ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)


Топливные элементы

Quasi-equilibrium oxygen release from oxides used as electrodes in solid oxide fuel cells and electrolyzers

The dependence of oxygen stoichiometry on the oxygen partial pressure and the temperature for La- and Nb-doped strontium ferrite La0.4Sr0.6Fe0.95Nb0.05O3 – δ (LSFNb5) was studied by quasi-equilibrium oxygen release (QEOR) method. The equilibrium diagram in the coordinates “T – lg(pO2 ) – 3 – δ” in the temperature range of 700–900°C and oxygen partial pressures pO2 = 10–4 – 0.2 atm was obtained. The range of stoichiometry deviation was determined, and the thermodynamic parameters of the oxygen release process were analyzed.

The influence of the microstructure of the SOFC tubular basis on the formation of the film layer of the SSZ electrolyte

The methodology for preparing precursors for the fabrication of the anode-supported tubular substrates from NiO/YSZ composite was developed. The optimal amount of the pore-forming agent to get the well-developed porosity in the supporting anode was determined. The relationship between the fabrication methods of the anodic and electrolytic functional layers in SOFCs was demonstrated.

Electrochemical characteristics of the La0.9Sr0.1Sс0.4Mn0.6O3 – δ cathode contacting the La0.9Sr0.1SсO3 – δ proton-conducting electrolyte

In this work, the material La0.9Sr0.1Sс0.4Mn0.6O3 – δ was synthesized using the citrate-nitrate method. The electrochemical characteristics of the material were studied using impedance spectroscopy on symmetric cells and compared with the model Pt cathode contacting the proton-conducting electrolyte. It was shown that the polarization resistance of the investigated material is approximately two orders lower than that of the model Pt electrode.

The effect of synthesis technique on the microstructure of doped lanthanum zirconate materials

High synthesis temperatures and sintering-active powders are required to obtain electrolyte materials with a pyrochlore structure. The smaller the particle size, the higher the density of the resulting samples is. The synthesis of highly dispersed oxide powders of doped lanthanum zirconate was carried out using a series of methods to determine the influence of experimental conditions on the microstructure of the resulting powders and ceramics.

Application of nickel-cobalt alloy in the composite anode to enhance characteristics of tubular SOFCs

The electrochemical characteristics of the tubular solid oxide fuel cells (SOFC) and the symmetrical anodic cells with conventional nickel-cermet and modified nickel-cobalt cermet anodes were studied using voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and distribution of relaxation time analysis. The tubular SOFC with the modified anode exhibited higher power output and demonstrated lower power loss at reduced temperatures, which is attributed to higher electrical conductivity and lower activation energy of the anodic electrode reaction.

Application of the distribution of relaxation times method for the analysis of the polarization resistance of tubular SOFC

Electrode processes occurring in a tubular solid oxide fuel cell were studied using the distribution of relaxation time (DRT) method. The conclusion about the localization of the processes and their nature was made by analyzing the capacitances of the processes and changing their activation energy because of sequential activation of the electrodes. The greatest contribution to the total resistance of the cell was made by cathodic processes at the electrode-contact and electrode-electrolyte boundaries.

Квазиравновесное выделение кислорода из оксидов, применяемых в качестве электродов твердооксидных топливных элементов и электролизеров

Зависимость кислородной стехиометрии от парциального давления кислорода и температуры для допированного лантаном и ниобием феррита стронция La0.4Sr0.6Fe0.95Nb0.05O3-δ (LSFNb5) была изучена в динамических экспериментах по квазиравновесному выделению кислорода (КРВК). Равновесная диаграмма в координатах «Т – lg(pO2) – 3-δ» получена в температурном диапазоне 700-900 °С и парциальных давлениях кислорода pO2 = 10-4 – 0.2 атм. Определен диапазон изменения стехиометрии, проанализированы термодинамические параметры процесса выделения кислорода из оксида.

Влияние микроструктуры трубчатой основы ТОТЭ на формирование пленочного слоя электролита SSZ

Разработана методика подготовки прекурсоров для получения анодных несущих трубчатых основ из композита NiO/YSZ. Подобрано оптимальное количество порообразователя для создания развитой пористости несущего анода. Показана взаимосвязь между способами получения анодных и электролитных функциональных слоёв ТОТЭ.

Электрохимические характеристики La0.9Sr0.1Sс0.4Mn0.6O3-δ катода в контакте с La0.9Sr0.1SсO3-δ протон-проводящим электролитом

В данной работе цитрат-нитратным методом синтезирован материал La0.9Sr0.1Sс0.4Mn0.6O3-δ, методом импеданса изучены его электрохимические характеристики в составе симметричных ячеек в сравнении с модельным Pt электродом. Показано, что поляризационное сопротивление электрода, изготовленного из исследуемого материала примерно на два порядка ниже поляризационного сопротивления модельного Pt электрода, на основании чего состав La0.9Sr0.1Sс0.4Mn0.6O3-δ может быть предложен как перспективный катодный материал для протон-керамических топливных элементов.

Влияние методики синтеза на микроструктуру материалов допированного цирконата лантана

Для получения электролитных материалов со структурой пирохлора требуются высокие температуры синтеза и активные к спеканию порошки, размер частиц которых чем меньше, тем выше плотность получаемых образцов. Синтез высокодисперсных оксидных порошков допированного цирконата лантана осуществлен серией методов с целью установления влияния условий эксперимента на микроструктуру получаемых порошков и керамики.

Pages