Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 65, Issue: 1, 2013
  • pp: 20-27

download: article (PL)

Protective (Mn,Co)3O4/AL453 composite materials as metallic interconnects for IT-SOFCs

Abstract (EN)

Ferritic steel AL453 is one of the potential metallic interconnect construction materials for the intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC). However, the evaporation of chromium from the scale formed on this ferritic steel results in slow degradation of the electrical properties of the interconnect elements. In order to improve cell efficiency the surface of the interconnect material was modified by applying a protective coating on a manganese-cobalt spinel matrix. The Mn1.5Co1.5O4 coating was formed via screen-printing combined with the appropriate thermal treatment. This coating is an effective barrier against outward chromium diffusion from the AL453 steel and, therefore, significantly inhibits the formation of volatile Cr vapours from the scale. This fact was confirmed by measuring the chromium vaporization rate from the surface of the steel/coating layer system in a flowing air/H2O mixture at 1073 K.

Keywords (EN): Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC), Metallic interconnect, Ferritic Stainless Steel (FSS), Protective coating, Chromium vaporization, Cobalt manganese spinels

Ochronne układy warstwowe AL453/(Mn,Co)3O4 jako metaliczne interkonektory do ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Brylewski T., Kruk A., Adamczyk A., Kucza W., Dąbek J., Przybylski K.

Abstract (PL)

Jednym z potencjalnych materiałów konstrukcyjnych do wytwarzania metalicznych interkonektorów dla średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC jest stal ferrytyczna AL453. Jednakże parowanie chromu ze zgorzeliny, powstałej na tej stali, powoduje powolną degradację właściwości elektrycznych elementów interkonektora. W celu poprawy sprawności ogniwa zastosowano modyfikację powierzchniową materiału interkonektora, polegającą na wytworzeniu na jego powierzchni powłoki ochronnej na osnowie spinelu manganowo-kobaltowego. Metodą sitodruku w połączeniu z odpowiednią obróbką termiczną wytworzono powłokę Mn1,5Co1,5O4 stanowiącą efektywną barierę zaporową dla odrdzeniowej dyfuzji chromu ze stali AL453 i tym samym istotnie ograniczającą tworzenie się lotnych par Cr ze zgorzeliny. Fakt ten potwierdzono pomiarami szybkości parowania chromu z powierzchni układu warstwowego stal/powłoka w warunkach przepływu mieszaniny powietrze/H2O w 1073 K.

Keywords (PL): średniotemperaturowe stało-tlenkowe ogniwo paliwowe (IT-SOFC), interkonektor metaliczny, żaroodporna stal ferrytyczna (FSS), powłoka ochronna, parowanie chromu, spinel managanowo-kobaltowy

return…