LaNi0.6Fe0.4O3 SOFC 음극재

LaNi0.6Fe0.4O3 음극 접점 재질: 전기 전도성 물성조작과 SOFC 전기화학적 성능에 미치는 영향

ZHANG Kun, WANG Yu, ZHU Tenglong, SUN Kaihua, 한민팡, 종친. LaNi0.6Fe0.4O3 음극 접점 재료: 전기 전도 특성 조작 및 그 효과 SOFC 전기화학적 성능[J]. 무기 재료 저널, DOI: 10.15541/jim20230353.

음극과 인터커넥터 접점의 개략도 인터페이스

아파트 조립 과정에서 고체산화물 연료전지(SOFC) 스택, 세라믹과 세라믹이 직접 접촉 음극과 금속 커넥터가 불량하고 스트레스가 높습니다. 그것은 쉽다 큰 인터페이스 접촉 저항을 생성하여 결과적으로 영향을 미칩니다. 스택의 성능과 안정성. 음극 접촉층은 일반적으로 인터페이스 접촉을 개선하기 위해 음극과 커넥터 사이에 추가되었습니다. LaNi0.6Fe0.4O3(LNF)는 높은 전기 전도성과 열팽창 계수를 음극 및 커넥터 재료와 일치시킵니다. 그것 평판 SOFC에 널리 사용되는 접촉층 재료입니다. 그러나, 스택의 장기간 작동시 LNF는 입자 조대화 등의 현상을 나타냄 표면 저항의 심각한 변화로 인해 손상이 발생합니다. 인터페이스에 접속하여 스택 성능에 영향을 미칩니다. Zhu Tenglong의 연구 난징 과학 기술 대학의 그룹은 두 가지 방법을 사용했습니다. 큰 입자를 제조하기 위해 과립화 및 고온 소결을 가압함 LNF 재료를 사용하여 전류 하에서 표면 저항의 진화를 연구했습니다. SOFC 단전지의 전기화학적 성능에 대한 부하 및 영향.

ASR 750°C 및 1A/cm2 미만에서 시간에 따른 LNF의 진화, 이전 LNF의 SEM 이미지 ASR 테스트 후(a) 초기; (b) 사후검사

연구에 따르면. 처리하지 않은 것과 비교하여 건식압착 과립화 과정을 거친 LNF-1, LNF-2, LNF-3 고온 소결은 초기 표면 저항이 낮습니다. 입자 작은 입자 크기 LNF의 크기는 현재 부하에서 크게 증가합니다. 건식압착으로 과립화된 LNF-2는 입자크기가 더 크지만, 더 나은 소결 활성을 유지하므로 더 확실한 소결을 보여줍니다. 전류 부하 하에서 현상이 발생하여 시트 저항이 감소합니다. LNF-3 고온 소결 전처리를 거친 제품은 기본적으로 손실되었습니다. 소결 활성 및 입자 크기는 작용에 따라 거의 변하지 않습니다. 전류가 흐르므로 표면 저항이 안정적으로 유지됩니다. 또한, 오믹 입자 크기가 더 큰 LNF-2 및 LNF-3 단일 세포의 임피던스는 더 작습니다. 낮은 접촉 구성 요소 영역과 관련된 LNF-1의 것보다 저항과 더 나은 음극 인터페이스 접촉. 동시에 LNF-2 LNF-3 단일 세포는 더 작은 분극 저항을 보였으며 이는 LNF 입자 크기를 늘리면 투과 및 확산이 향상될 수 있습니다. 음극 측 공기 중의 산소. 여러 열주기 실험에서, LNF-2 단일전지는 우수한 초기 전기화학적 성능을 보였지만, 그 자체로 인해 여전히 좋은 소결 활성을 유지했습니다. 장기간 동안 고온에서의 작동 및 여러 전기화학적 성능 테스트, 입자가 거칠어져 모공 손상과 경계면이 발생할 가능성이 더 높습니다. 벗겨짐으로 인해 단일 셀 성능이 크게 저하됩니다. ~ 안에 대조적으로, 고온 소결을 거친 LNF-3 재료 전처리는 소결 활성이 낮고 우수한 구조를 유지할 수 있습니다. 고온 열주기 동안 안정성.

EIS 산소 부분 하에서 단일 세포의 스펙트럼(a) 및 DRT 피팅 플롯(b) 2.1Ã104 및 3Ã103 Pa의 압력 및 해당 저항 저항 (c) 및 분극저항(d)

이 기사의 주요 내용:

1. 처리되지 않은 LNF-1 소재와 비교하여, 입자 제어 LNF-2 및 LNF-3은 시트 저항을 줄일 수 있습니다. 표면 접촉 부품의 저항은 다음 조건에서 빠르게 정상 상태에 도달할 수 있습니다. 현재 부하 및 구조는 장기간 안정적으로 유지될 수 있습니다. 현재 부하상태입니다.

2. 큰 입자 크기의 LNF 접점 재료 음극 인터페이스 접촉을 최적화하고 산소 확산 및 수송을 촉진할 수 있습니다. 음극 측에서 단일 셀 출력 성능을 향상시킵니다.

3. 건식압착 과립화된 LNF 소재 여전히 특정 소결 활성을 유지하여 열악한 열주기를 초래합니다. 안정. 고온 소결 전처리로 크게 개선 가능 열 동안 LNF 양극 접점 재료의 구조적 안정성 사이클링 및 방전 프로세스.

개략도 이후 단일 셀의 음극 접촉 인터페이스에 대한 다이어그램 및 SEM 이미지 열 순환

댓글:

1. 이 글에서 저자는 음극 접점 어셈블리의 표면 저항의 변화로 인해 LNF 물질의 입자 크기와 전기화학에 미치는 영향 SOFC 단일 셀의 성능과 안정성. 증가하는 것으로 나타났다 고온소결을 통한 입자크기 감소로 시트의 크기 감소 음극 접점 어셈블리의 저항. 표면저항은 접점 구성요소는 전류 부하 하에서 빠르게 정상 상태에 도달할 수 있으며 장기간의 전류 부하 조건에서도 구조가 안정적으로 유지될 수 있으며, SOFC의 성능향상에 좋은 참고자료가 된다.

2. 본 연구는 실제적인 연구를 지향한다. 고체산화물용 저저항, 고전도 접점재료의 필요성 연료전지 스택. LaNi0.6Fe0.4O3 입자의 영향 메커니즘 전도성 및 SOFC 단일 셀 성능에 대한 크기 제어가 연구되었습니다. 공기 산소 함량 및 열과 같은 작동 조건의 영향 다양한 수단을 사용하여 LNF 과립화 중 단일 세포 성능에 대한 주기 자세하게 분석했습니다. 논문의 개념은 비교적 참신하고, 사고방식은 명확하고, 나열된 데이터는 해당 문제를 잘 뒷받침할 수 있으며, 특정 실제 적용 가치. 글의 구조가 명확하고, 합리적인 논리, 표준화된 글쓰기.