Effect of enhanced reaction area in double layered Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–δ cathode for intermediate temperature solid oxide fuel cells

Choi, Jin Seek; park, Inyu; Lee, Hunhyeong; Shin, Dongwook

doi:10.1016/j.ssi.2012.01.032

Cited by 13 publications

(14 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…These measurements have been performed using point electrodes [5,6,15,18,[52][53][54], porous electrodes in a symmetrical cell [55][56][57][58][59], or three-electrode setup [60][61][62].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Composite cathode materials Ag-Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 for solid oxide fuel cells

Mosiałek

Dudek

Michna

et al. 2014

J Solid State Electrochem

View full text Add to dashboard Cite

Silver-Ba 0.5 Sr 0.5 Co 0.8 Fe 0.2 O 3-δ (BSCF) cathodes were prepared in two ways. In the first method, Ag-BSCF composite powder was prepared in ethanol solution, where Ag nanoparticles serving as a component in the preparation of Ag-BSCF composite cathodes had been previously obtained via one-step synthesis in absolute ethanol using a neutral polymer (polyvinylpyrrolidone). To the best of our knowledge, this is the first study to use a Ag sol obtained by the above method for preparation of Ag-BSCF composite powder. Then, a paste containing this powder was screen-printed on a Sm 0.2 Ce 0.8 O 1.9 electrolyte and sintered at 1,000°C. In the second technique, an aqueous solution of AgNO 3 was added to a previously sintered BSCF cathode, which was then sintered again at 800°C. The oxygen reduction reaction at the quasi-point BSCF cathode on the Sm 0.2 Ce 0.8 O 1.9 electrolyte was tested by electrochemical impedance spectroscopy at different oxygen concentrations in three electrode setup. The continuous decrease of polarization resistance was observed under polarization −0.5 V at 600°C. The comparative studies of both obtained composite Ag-BSCF materials were performed in hydrogen-oxygen IT-SOFC involving samariadoped ceria as an electrolyte and Ni-Gd 0.2 Ce 0.8 O 1.9 anode. In both cases, the addition of silver to the cathode caused an increase in current and power density compared with an IT-SOFC built with the same components but involving a monophase BSFC cathode material.

show abstract

“…These measurements have been performed using point electrodes [5,6,15,18,[52][53][54], porous electrodes in a symmetrical cell [55][56][57][58][59], or three-electrode setup [60][61][62].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Composite cathode materials Ag-Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 for solid oxide fuel cells

Mosiałek

Dudek

Michna

et al. 2014

J Solid State Electrochem

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Therefore, intensive investigations have been carried out to reduce the operating temperature. Unfortunately, this is not an easy solution because severe problems such as increased electrode and electrolyte resistance are encountered as the temperature becomes lower [3,8,9]. The polarization resistance in the cathode side, in particular, is dominantly increased with the decrease of the operating temperature.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…In recent years, structural modification of the cathode, e.g. bi-layer cathode [3,5,8,10], functionally gradient [11e13] and nano-scaled cathode [14,15] has been examined by many research groups. We have also reported that the electrochemical performance of the SOFC is appreciably improved when a double layer cathode [3], nano-porous at the interface between electrolyte and electrode and micro-porous near to the surface, and particle embedded fiber cathodes [9] are employed.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of dual porosity honeycomb structure in SSC–SDC composite cathode for SOFCs

Lee

Park

et al. 2015

International Journal of Hydrogen Energy

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

“…The most commonly used parameter to determine the species involved in the rate determining step (RDS) of each resistance arc in the impedance response of cathode materials [19,155] is the power (m) law dependence on pO 2 (Equation 2.41) and numerous examples exist in the literature [81,[156][157][158][159][160][161] .…”

Section: Assignment Of Arcs In Cathode Processesmentioning

confidence: 99%

“…In addition, the thickness of the deposited cathode ink can also be another key parameter in the preparation of symmetrical cells. It has been recently demonstrated [158] that in the case of the parent BSCF deposited on GDC (Gd 0.2 Ce 0.8 O 1.9 ) electrolyte by electrostatic slurry spray deposition, the polarisation resistance at 500 °C and the associated activation energy at the temperature range 500-950 o C were about 61% and 22% lower when two layers of BSCF cathode coating (thickness about 25 μm) were applied to the electrolyte substrate, compared to one layer.…”

Section: Optimisation Of Symmetrical Cells Fabrication-key Parametersmentioning

confidence: 99%

Synthesis and characterisation of new inorganic materials for energy conversion

Tsiamtsouri¹,

Τσιαμτσούρη²

View full text Add to dashboard Cite

Στην παρούσα εργασία εξετάζονται οι επιπτώσεις στη δομή και τις ιδιότητες του κυβικού συστήματοςπεροβσκίτη BSCF (με γενικό τύπο ΑΒΟ3, όπου Α: Ba, Sr και Β: Co, Fe), όταν τα στοιχεία μεταπτώσεως της θέσης Β αντικαθίστανται μερικώς με μολυβδένιο (Μο). Το BSCF είναι ένα υποψήφιο υλικό καθόδου για κυψέλες καυσίμου στερεού οξειδίου ενδιάμεσης θερμοκρασίας (500-750°C) υποσχόμενο καλή ηλεκτροχημική απόδοση ως προς την αντίδραση αναγωγής οξυγόνου (oxygen reduction reaction, ORR). Η υποκατάσταση έχει ως στόχο τη βελτίωση της θερμικής αστάθειας και ασυμβατότητας με τους συνήθεις ηλεκτρολύτες που παρατηρείται για το μητρικό υλικό BSCF, με ταυτόχρονη διατήρηση της ηλεκτροχημικής απόδοσης.Ένα πλήθος δειγμάτων με χημική σύσταση Ba0.5Sr0.5Co0.8-xFe0.2-yMox+y03-δ (BSCFM) παρασκευάστηκε, όπου τα δείγματα διάφεραν ως προς την περιεκτικότητα σε Μο και ως προς τον λόγο Co/Fe. Ο χαρακτηρισμός διεξήχθη με συνδυασμό τεχνικών περίθλασης ακτίνων Χ (X-ray diffraction, XRD) και μικροσκοπίας. Διαπιστώθηκε ότι η εισαγωγή του Mo στο κυβικό πλέγμα της μητρικής ένωσης BSCF ευνοεί το σχηματισμό δομών περοβσκίτη με διπλάσιες παραμέτρους πλέγματος. Αυτές αναφέρονται ως δομές/φάσεις διπλού περοβσκίτη (double perovskite, DP) προκειμένου να είναι διακριτές από τις αντίστοιχες δομές/φάσεις απλού περοβσκίτη (single perovskite, SP). Ο διπλασιασμός των παραμέτρων πλέγματος αποδόθηκε στην ordering/διευθέτηση της θέσης Β μεταξύ Mo6+ και Co2+ λόγω της σημαντικής διαφοράς στο μέγεθος και στο φορτίο του κατιόντος. Οι φάσεις SP και DP συνυπήρχαν σε όλα τα δείγματα BSCFM που μελετήθηκαν, με αυξανόμενη περιεκτικότητα σε DP καθώς αυξάνεται η ποσότητα σε Mo6+.Εκτεταμένος χαρακτηρισμός της κρυσταλλικής δομής και των ηλεκτροχημικών ιδιότητων διεξήχθη για το δείγμα με χημική σύσταση Ba0.5Sr0.5Co0.5Fe0.125Mo0.375O3-δ, (συντομογραφία ωςBSCFMο0.375-(Co/Fe= 4), το οποίο παρουσίασε ευνοϊκό συνδυσμό σταθερότητας, συμβατότητας με τον ηλεκτρολύτη SDC (Sm0.2Ce0.8O1.9) που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη, καθώς καιηλεκτροχημικής απόδοοσης (με ειδική αντίσταση, 0.13 Ω.cm2 στους 650 οC). Όπως παρατηρήθηκε από τις μετρήσεις της ηλεκτρικής εμπέδησης (a.c. impedance spectroscopy) σε συνθήκες μερικής πίεσης οξυγόνου (pO2), η δραστικότητα ως προς την αντίδραση αναγωγής οξυγόνου (oxygen reduction reaction, ORR) βρέθηκε να επηρεάζεται/περιορίζεται πρωτίστως από τις ιδιότητες ως προς τη χημική ανταλλαγή οξυγόνου. Η πλήρης δομική ανάλυση του διφασικού υλικού BSCFMo0.375-(Co/Fe =4) ήταν μια μεγάλη πρόκληση και χρειάστηκε συνδυασμός δεδομένων περίθλασης νετρονίων και ακτίνων Χ. Η δομή ελέγθηκε διπλά με μια σειρά μεθόδων που περιελάμβαναν τεχνικές μικροσκοπίας, φασματοσκοπίας Mössbauer, ιωδομετρική τιτλοδότηση και η θερμοβαρυμετρική ανάλυση. Η βέλτιστη απόδοση του BSCFMo0.375-(Co/Fe= 4) μεταξύ των δειγμάτων BSCFM που μελετήθηκαν αποδόθηκε στη συνέργεια μεταξύ της κύριας φάσης DP (70% κατά βάρος), η οποία βρέθηκε πλήρης σε άτομα οξυγόνου (με τις οξειδωτικές καταστάσεις των στοιχείων μεταπτώσεων Co2+, Fe3+ και Mo+6) με τη δευτερεύουσα φάση SP (30% κατά βάρος) με σημαντική συγκέντρωση κενών θέσεων οξυγόνου (και τις οξεισωτικές καταστάσεις των στοιχείων μεταπτώσεων Fe3+, Co3+, Mo6+)

show abstract

Effect of enhanced reaction area in double layered Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–δ cathode for intermediate temperature solid oxide fuel cells

Cited by 13 publications

References 10 publications

Composite cathode materials Ag-Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 for solid oxide fuel cells

Composite cathode materials Ag-Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 for solid oxide fuel cells

Effects of dual porosity honeycomb structure in SSC–SDC composite cathode for SOFCs

Synthesis and characterisation of new inorganic materials for energy conversion

Contact Info

Product

Resources

About