Electrochemical properties of a SOFC cathode in contact with a chromium-containing alloy separator

Matsuzaki, Yoshio; Yasuda, Isamu

doi:10.1016/s0167-2738(00)00654-8

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“…After current switch off the WE relaxed to a state with an initially significantly lower overpotential upon switching on the current. Similar transient recovery of the WE performance after a current interruption has been also observed for LSM cathode in the presence of Cr-based interconnect [24,25].…”

Section: : Evolution Of the Cathode Overpotential η With Time For Thesupporting

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Cr-tolerance of the IT-SOFC La(Ni,Fe)03 material

Stodolny

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Section: : Evolution Of the Cathode Overpotential η With Time For Thesupporting

confidence: 76%

“…This leads to performance deterioration over time [9][10][11][12][13][23][24][25][26]. However, so far no consensus has been reached in literature re-1.5 Cr-poisoning of SOFC cathodes garding the nature of Cr deposition and the interaction with the cathode materials.…”

Section: Cr-poisoning Mechanism -General Viewmentioning

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Cr-tolerance of the IT-SOFC La(Ni,Fe)03 material

Stodolny

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“…Esto se ha observado por diferentes grupos, en el lado del cátodo de una SOFC, al utilizar como interconectores aleaciones formadoras del óxido Cr 2 O 3 junto con electrolitos sólidos de ZrO 2 dopado con Y 2 O 3 (YSZ) y el cermet LSM como cátodo 34,35,36 . Esto se atribuye a la vaporización de Cr 2 O 3 de la superficie del interconector en forma de especies gaseosas de CrO 3 (g) o CrO 2 (OH) 2 (g), en un estado de oxidación de 6+ respecto al cromo.…”

Section: Envenenamiento Por Cromounclassified

Avances en el desarrollo de interconectores metálicos de celdas SOFC

Alvarado-Flores¹

2013

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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INTRODUCCIÓNLas celdas de combustible son dispositivos de conversión de energía que producen electricidad de forma directa a partir de un combustible gaseoso por combinación electroquímica del combustible con un oxidante. La tecnología de las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC), se ha convertido en un método cada vez más atractivo para la generación de energía, debido a sus bajas emisiones, flexibilidad en el combustible y alta eficiencia en comparación con los sistemas tradicionales de conversión de energía. Las principales aplicaciones de las celdas SOFC son: sistema estacionario de generación de energía, servir como unidad de potencia auxiliar (APU) y aplicaciones militares. La alta temperatura de funcionamiento en este tipo de celda, comparada a otros tipos de celdas de combustible (PEM, AFC, PAFC), las hace ideales para aplicarse en ciclos combinados SOFC/turbina de gas (GT), y así obtener una eficiencia entre 70-80 % 1 . El mecanismo fundamental del funcionamiento en una celda SOFC, es la oxidación de hidrógeno y otros combustibles en el ánodo, y la reducción de oxígeno en el cátodo, para crear una diferencia de potencial entre los dos electrodos. En función del combustible empleado, los productos de reacción pueden ser agua y CO 2 . La energía química se libera tanto en energía eléctrica, como en forma de calor a causa de las polarizaciones y pérdidas óhmicas 2 . Una celda SOFC, está compuesta de un electrolito, un ánodo y un cátodo. El electrolito, es un sólido cerámico no poroso, generalmente de ZrO 2 estabilizada con Y 2 O 3 (YSZ). La celda SOFC, opera a una temperatura entre 600 y1000 ºC, donde el electrolito cerámico es un conductor de iones de oxígeno, O 2-, pero no un conductor de electrones. La alta temperatura de operación, presenta algunas ventajas como minimizar las pérdidas de polarización y tolerancia del catalizador al envenenamiento por las impurezas en el combustible 3,4 . Generalmente, el ánodo está fabricado del cermet níquel-circona estabilizada con itria (Ni-YSZ) y el cátodo es un conductor electrónico tipo perovskita de Sr dopado con el cermet LaMnO 3 (LSM), además de otros materiales con estructura perovskita. EL INTERCONECTOR EN UNA CELDA SOFCIndividualmente, una celda SOFC, puede producir un voltaje o potencial alrededor de 1 V en circuito abierto El interés en las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC), se deriva de su alta eficiencia y la capacidad de tener un bajo nivel de emisiones contaminantes, en comparación con los métodos tradicionales de producción de energía. Los interconectores, son parte crítica del ordenamiento de una celda SOFC, debido a que conecta en serie las celdas y además, separa el aire u oxígeno (cátodo) del combustible (ánodo). Por lo tanto, los requisitos del interconector son muy exigentes, por ejemplo, es necesario mantener conductividad eléctrica elevada, óptima estabilidad tanto en atmósferas reductoras como oxidantes y el coeficiente de expansión térmica (TEC), debe ser compatible con los otros componentes cerámicos de la celda SOFC. Est...

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“…Reducing the thickness of the conventional yttriastabilized zirconia (YSZ) electrolyte results in decreasing ohmic resistance. [7][8][9] On the other hand, one can use alternative electrolyte materials having a larger ionic conductivity than YSZ at intermediate temperatures, such as Gd-or Sm-doped ceria 10,11 or Sr-and Mg-doped lanthanum gallate. [12][13][14][15] Innovative electrolytes are materials whose properties have not yet been fully investigated for practical applications.…”

Section: Introductionmentioning

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Foaming of Filled Polyurethanes for Fabrication of Porous Anode Supports for Intermediate Temperature‐Solid Oxide Fuel Cells

Rainer

Basoli

Licoccia

et al. 2006

Journal of the American Ceramic Society

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The development of a tailored microstructure is considered essential for the development of anode-supported intermediate temperature-solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) as it is expected to enhance kinetics at the triple phase boundary. In this study, the application of an in situ foaming technique for the preparation of Ni-yttria-stabilized zirconia (YSZ) cellular solids as an anode support for IT-SOFCs is presented. The cermet microstructure is dependent on the preparative route followed. The presence of contaminants in the commercial template precursor was found to be detrimental for electrical properties. A highpurity polyurethane was then formulated, and tailored Ni-YSZ foams were obtained with 87% porosity. The foam microstructure is characterized by a hierarchical architecture, with interconnected networks of Ni and YSZ particles, large pores related to the open cell structure, and a submicron porosity of the structural trabecular network, with a conductivity value of 80 S/cm at 7001C.

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Electrochemical properties of a SOFC cathode in contact with a chromium-containing alloy separator

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