Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 2, 2018
  • pp: 138-151

download: article (PL)

Composite electrodes for SPCFC fuel cells

Abstract (EN)

The main aim of this work was to develop composite electrodes for SPCFC (Symmetrical Proton Ceramic Fuel Cell). The paper presents the results of structural studies of two compounds synthesized by the solid state high-temperature reaction: electrolyte Ba0,9La0,1Zr0,25Sn0,25In0,5O3−δ and electrode SrFe0,75Mo0,25O3-δ. Regardless of the synthesis conditions, both oxides adopted the cubic perovskite crystalline structure (space group Pm-3m). By means of high-temperature diffraction measurements, it was also shown that Pm-3m symmetry for both compounds is maintained throughout the analyzed temperature range, i.e. from 25 °C to 900 °C. The values of coefficients of thermal expansion were calculated to be 12,4(2)∙10-6 K-1 and 18,5(4)∙10-6 K-1 for the electrolyte and the electrode, respectively. The results of electrochemical measurements of conductivity of dense electrolyte material sinter (above 95% of theoretical density) and a cell with composite electrodes in a symmetrical system constructed on the basis of studied ceramics are also presented. The tests were carried out in atmospheres of humidified synthetic air and Ar/H2 mixture. The total cell conductivity was 3,80 ∙ 10-4 S· cm-1 at 500 °C.

Keywords (EN): Crystal structure, Perovskite, Proton conductivity, Sinterability

Kompozytowe elektrody dla ogniw SPCFC

Skubida W., Cichy K., Świerczek K.

Abstract (PL)

Celem niniejszej pracy było opracowanie kompozytowych elektrod dla ogniw SPCFC (ang. symmetrical proton ceramc fuel cell). W pracy zaprezentowano wyniki badań strukturalnych dwóch związków zsyntezowanych metodą wysokotemperaturowej reakcji w fazie stałej: materiału elektrolitowego Ba0,9La0,1Zr0,25Sn0,25In0,5O3−δ oraz elektrodowego SrFe0,75Mo0,25O3-δ. Niezależnie od warunków syntezy, oba tlenki przyjęły strukturę krystaliczną perowskitu prostego (grupa przestrzenna Pm-3m). Na drodze wysokotemperaturowych pomiarów dyfrakcyjnych wykazano również, że symetria Pm-3m dla obu związków utrzymuje się w całym analizowanym zakresie temperatur, tj. od 25°C do 900°C. Wartości współczynników rozszerzalności termicznej wyniosły dla elektrolitu i elektrody odpowiednio 12,4(2)∙10-6 K-1 i 18,5(4)∙10-6 K-1. Przedstawione zostały również wyniki elektrochemicznych pomiarów przewodnictwa gęstego spieku materiału elektrolitowego (ponad 95% gęstości teoretycznej) oraz ogniwa z kompozytowymi elektrodami w układzie symetrycznym, skonstruowanego w oparciu o badane materiały ceramiczne. Badania przeprowadzono w atmosferach nawilżonego powietrza syntetycznego i mieszaniny Ar/H2. Całkowite przewodnictwo ogniwa wyniosło 3,80 ∙ 10-4 S· cm-1 w temperaturze 500 °C.

Keywords (PL): : struktura krystaliczna, perowskity, przewodnictwo protonowe; spiekalność

return…