ЛаНи{{0}}.6Фе0.4О3 Катодни контактни материјал: Манипулација својствима електричне проводљивости и његов утицај на електрохемијске перформансе СОФЦ-а
ЗХАНГ Кун, ВАНГ Иу, ЗХУ Тенглонг, СУН Каихуа, ХАН Минфанг, ЗХОНГ Кин. ЛаНи{{0}}.6Фе0.4О3 Катодни контактни материјал: Манипулација електричним проводним својствима и његов утицај на електрохемијске перформансе СОФЦ[Ј]. Часопис за неорганске материјале, ДОИ: 10.15541/јим20230353.
Шематски дијаграм контактног интерфејса катоде и интерконектора
Током процеса монтаже равног слоја гориве ћелије од чврстог оксида (СОФЦ), директан контакт између керамичке катоде и металног конектора је лош и напон је висок. Лако је произвести велики контактни отпор интерфејса, што заузврат утиче на перформансе и стабилност стека. Катодни контактни слој се обично додаје између катоде и конектора да би се побољшао контакт интерфејса. ЛаНи{{0}}.6Фе0.4О3 (ЛНФ) има предности високе електричне проводљивости и подударања коефицијента топлотног ширења са материјалима катоде и конектора. То је широко коришћен материјал контактног слоја у СОФЦ-у са равним плочама. Међутим, током дуготрајног рада стека, ЛНФ има феномене као што су грубље честица и значајне промене у површинском отпору, што доводи до оштећења контактног интерфејса и на тај начин утиче на перформансе стека. Истраживачка група Зху Тенглонга на Универзитету науке и технологије у Нанџингу користила је две методе, гранулацију сувим пресовањем и високотемпературно синтеровање, за припрему ЛНФ материјала великих честица, и проучавала је еволуцију површинског отпора под струјним оптерећењем и његов утицај на електрохемијске перформансе СОФЦ-а. појединачне ћелије.
АСР еволуција ЛНФ-а у односу на време испод 750 степени и 1А/цм2, СЕМ слике ЛНФ-а пре и после АСР теста(а) Почетни; (б) Пост-тест
Истраживања указују. У поређењу са необрађеним ЛНФ-1, ЛНФ-2 и ЛНФ-3 који су подвргнути гранулацији сувим пресовањем и високотемпературном синтеровању имају нижу почетну површинску отпорност. Величина честица мале величине ЛНФ-а ће се значајно повећати под тренутним оптерећењем. Иако ЛНФ-2 гранулиран сувим пресовањем има већу величину честица, он задржава бољу активност синтеровања, тако да такође показује очигледнији феномен синтеровања под тренутним оптерећењем, што резултира смањењем отпора лима. ЛНФ-3 који је прошао претходну обраду синтеровањем на високим температурама је у основи изгубио своју активност синтеровања, а величина његове честице се мало мења под дејством струје, тако да његов површински отпор остаје стабилан. Поред тога, омска импеданса појединачних ћелија ЛНФ-2 и ЛНФ-3 са већим величинама честица је мања од оне код ЛНФ-1, што је повезано са њиховом мањом отпорношћу површине контактне компоненте и бољом контакт катодног интерфејса. Истовремено, и ЛНФ-2 и ЛНФ-3 појединачне ћелије су показале мањи отпор поларизације, што указује да повећање величине ЛНФ честица може побољшати пренос и дифузију кисеоника у ваздуху на страни катоде. У експериментима више термичких циклуса, ЛНФ-2 појединачна ћелија је показала одличне почетне електрохемијске перформансе, али је и даље задржала добру активност синтеровања захваљујући сопственој. Током дуготрајног рада на високим температурама и вишеструким тестовима електрохемијских перформанси, већа је вероватноћа да ће се његове честице угрубити, узрокујући оштећење пора и љуштење интерфејса, што доводи до значајног слабљења перформанси једне ћелије. Насупрот томе, ЛНФ-3 материјали који су прошли претходну обраду синтеровања на високим температурама имају слабу активност синтеровања и могу да одрже добру структурну стабилност током термичких циклуса при високим температурама.
ЕИС спектри (а) и ДРТ прилагодбе (б) појединачних ћелија под парцијалним притиском кисеоника од 2,1×104 и 3×103 Па, и њихов одговарајући омски отпор (ц) и отпор поларизације (д)
Најважније у овом чланку:
1. У поређењу са необрађеним ЛНФ-1 материјалом, ЛНФ-2 и ЛНФ-3 контролисаним честицама могу да смање отпор плоче. Површински отпор контактне компоненте може брзо да достигне стабилно стање под тренутним оптерећењем, а структура се може одржавати стабилном у условима дуготрајног струјног оптерећења.
2. ЛНФ контактни материјал велике величине честица може оптимизирати контакт катодног интерфејса, промовисати дифузију и транспорт кисеоника на страни катоде и побољшати излазне перформансе једне ћелије.
3. Суво пресовани гранулисани ЛНФ материјал и даље задржава одређену активност синтеровања, што доводи до лоше стабилности термичког циклуса. Високотемпературни предтретман синтеровањем може значајно побољшати структурну стабилност ЛНФ катодних контактних материјала током термичког циклуса и процеса пражњења.
Шематски дијаграми и СЕМ слике за контактне интерфејсе катоде појединачних ћелија након термичког циклуса
коментар:
1. У овом чланку аутор проучава еволуцију површинског отпора катодног контактног склопа због величине честица ЛНФ материјала и његовог утицаја на електрохемијске перформансе и стабилност СОФЦ појединачне ћелије. Утврђено је да повећање величине честица високотемпературним синтеровањем смањује отпор плоче катодног контактног склопа. Површински отпор контактне компоненте може брзо да достигне стабилно стање под струјним оптерећењем и структура се може одржавати стабилном у условима дуготрајног струјног оптерећења, што пружа добру референцу за побољшање перформанси СОФЦ-а.
2. Ово истраживање је оријентисано на стварне потребе за контактним материјалима мале отпорности и високе проводљивости за слојеве горивих ћелија чврстог оксида. Проучаван је механизам утицаја контроле величине честица ЛаНи0.6Фе0.4О3 на проводљивост и перформансе СОФЦ појединачних ћелија, као и утицај радних услова као што су садржај кисеоника у ваздуху и термални циклус на појединачне ћелије. перформансе ћелија током ЛНФ гранулације коришћењем различитих средстава детаљно су анализиране. Концепт рада је релативно нов, размишљање је јасно, наведени подаци могу добро подржати одговарајућа питања и имају одређену практичну примену. Чланак има јасну структуру, разумну логику и стандардизовано писање.
