Method Article

Solid oksit yakıt hücresi güç sistemleri için Chromium Getterlerin geliştirilmesi ve doğrulanması

DOI:

10.3791/59623

⸱

May 26th, 2019

 ,  ,  , 
1Department of Materials Science and Engineering, University of Connecticut, 2Center for Clean Energy Engineering, University of Connecticut

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İzleme seviyelerinde havadan gelen kirleticilerin katot zehirlenmesi, yüksek sıcaklıklı elektrokimyasal sistemlerin uzun vadeli stabilitesi için önemli bir önem taşımaktadır. Elektrokimyasal olarak aktif yığın alanına girmeden önce hava kirleticileri yüksek sıcaklıkta yakalayan alıcı kullanarak katot degradasyonları hafifletmek için yeni bir yöntem sağlıyoruz.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Katı oksit yakıt hücrelerinde katot bozulması (SOFC) uzun vadeli performans stabilitesi ve operasyonel güvenilirlik için önemli bir önem taşımaktadır. Hava gaz faz krom türlerinin varlığı, oksijen azaltma reaksiyonu geciktiren katot ve elektrolit arayüzünde istenmeyen bileşik oluşumu nedeniyle uzun süreli maruz kalma sırasında önemli katot performans bozulması göstermiştir ( ORR). Biz, katot odasında yutulur önce gaz faz krom türlerini yakalamak krom alıcı kullanarak katot bozulması azaltmak için bir roman yöntemi göstermiştir. Alkalin toprak ve geçiş metal oksitlerden sentezlenen düşük maliyetli alıcı malzemeleri, SOFC güç sistemlerinde uygulama için cordierit petek substrat üzerine kaplıdır. As-fabrikasyon alıcılar krom buharı varlığında nemlendirilmiş hava atmosferinde 500 h için krom transpirasyonu testleri ile ekranlaştırılmış edilmiştir. Seçilen alıcı daha fazla elektrokimyasal testler kullanılarak doğrulandı. Genellikle, sofcs (Lanthanum Stronsiyum manganit (LSM) ǁ yitriya stabilize zirkon (YSZ) ǁ PT) elektrokimyasal performansı, CR getter varlığı ve yokluğunda 850 °c ' de ölçülmüştür. 100 h hücre testleri için alıcı içeren, istikrarlı elektrokimyasal performans korunur, CR alıcı yokluğunda hücre performansı hızla azaldı ise 10 h. Nyquist arazilerin analizleri kutuplaşma önemli bir artış göstermiştir hücre operasyonun ilk 10 h içinde direnç. Sontest sofcs ve alıcı karakterizasyonu sonuçları hücre bozulmasının azaltılması için krom yakalama yüksek verimlilik göstermiştir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Katı oksit yakıt hücresi (SOFC) güç sistemi, yüksek sıcaklık doğrudan elektrokimyasal enerji dönüşüm cihazı, fosil ve yenilenebilir yakıtların çok çeşitli elektrik üretmek için çevre dostu bir yol sunuyor. SOFC teknolojisi, uygulamaları merkezi ve Dağıtılmış güç oluşturma alanları1' de bulur. Bu teknoloji elektriğe yakıtlarda saklanan kimyasal enerjinin elektrokimyasal dönüşümüne dayanır. Yüksek enerji verimliliği, yüksek kaliteli ısı, modülerlik kolaylığı ve Hayır veya ihmal edilebilir karbon ayak izleri2' de sofcs tarafından sayısız avantaj sunulmaktadır. İstenilen çıkış gerilimi elde etmek için birkaç ayrı SOFC hücres....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. krom alıcı sentezi

  1. Şekil 116' da tasvir edilen konvansiyonel coprecipitation sentezi yolu ile alkalin toprak ve geçiş metal oksit tuzları kullanarak öncü tozu sentezler.
    1. 50,33 g Stronsiyum nitrat kullanarak bir stok çözüm hazırlayın SR (No3)2 ve 43,97 g Nikel nitrat hekzahidrat ni (No3)2. 6h2O için 2,4 M çözümler hazırlamak için 100 ml de-iyonize su.
    2. Kullanım 9 mL 2,4 M SR (NO3)2 ve Ekle 7 ml 2,4 M ÇÖZELTISI ni (No3)2. 6h2O, sonra karışık çözüm karıştırma ve Isıtma kadar 80 °....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

CR transpirasyon deneyi, CR alıcı seçimi için bir tarama testtir. SOFC çalışma koşullarında krom alıcı performansını doğrulamak için CR transpirasyon kurulumu kullanılmıştır. Deneysel olarak 850 °C ' de (% 3 H2O) 500 h Için hava sıcaklıkında işletilen bir krom alıcı bulunmamasıdır. CR transpirasyon 500 testleri sırasında görsel gözlemler Alıcı. Ancak, krom kaynağının yanında bir alıcı yerleştirerek çıkış dirsek hiçbir renk değişikliği göstermiştir. Bu da alıcı, tüm gelen krom b.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deneysel sonuçlar, uzun süreli krom transpirasyon testleri ve elektrokimyasal testler sırasında krom alıcı etkinliğini açıkça göstermektedir. Alıcı varlığı, aksi takdirde polarizasyon direnci ve elektrokimyasal performans düşüşüne hızlı bir artış yol açacak elektrot kontaminasyonunu başarıyla azaltır.

Kromandan gelen gaz faz krom türlerinin oluşumu, su buharı konsantrasyonu (nem seviyesi)16' nın artması ile tercih edilir ve geliştirilmiştir. Katodik havadaki su içeriği,.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa etmek için hiçbir şey yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar Federal Grant DE-FE-0023385 altında ABD Enerji Bakanlığı (ABD DOE) mali destek kabul eder. DRS. Rin Burke ve hüseyin Vora (ulusal enerji teknolojisi Laboratuvarı) ile teknik tartışma minnetle kabul edilir. DRS. Amit Pandey (LG yakıt hücreleri, Kanton OH), Jeff Stevenson ve Matt Chou (Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı, Richland WA) alıcı performansının uzun vadeli test doğrulama ile yardım için kabul edilir. Yazarlar, Connecticut Üniversitesi 'Nde laboratuar desteği sağlamak için kabul etmiştir. Dr. Lichun Zhang ve Bayan Chiying Liang teknik tartışma ve deneyler için yardım kabul edilir.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Sr(NO3)2Sigma-Aldrich243426Getter öncü malzeme
Ni(NO3)2-6H2OAlfa AesarA15540Getter öncü malzemesi
NH4 OHAlfa AesarL13168Getter öncü malzemesi
Pt mürekkepESL ElectroScience5051Akım toplayıcı macunu
Pt tel< / güçlü>Alfa Aesar10288Akım kolektör teli
Pt gaz< / güçlü>Alfa Aesar40935Akım toplayıcı
Cr < alt > 2 < / alt > O < alt > 3 < / alt > toz< / güçlü >Alfa Aesar12286Krom kaynağı
< güçlü > Nitrik asit (HNO < alt > 3 < / alt >) < / güçlü >Sigma-Aldrich438073Krom ekstraksiyonu
< güçlü > Potasyum permanganat (KMnO< alt > 4 < / sub >) < / güçlü >Alfa AesarA12170Krom ekstraksiyonu
LSM macunu< / güçlü >Fuelcellmaterials18007Katot
< güçlü >YSZ elektrolit< / güçlü >Yakıt hücresi malzemeleri211102Elektrolit
Alümina elyaf levha< / güçlü >ZircarGJ0014Getter substrat
< güçlü > Ceramabond macun< / güçlü >AREMCO552-VFGHücre sızdırmazlığı için
ICP-MS (7700s)< / güçlü >AgilentNACr analizi için
Potansiyostat (VMP3)< / güçlü >BiyolojikNAEIS / I-t ölçümü için
FIB (Helios Nanolab 460F1) < / güçlü >FEINANano numune hazırlama için
< güçlü > TEM (Talos F200X S / TEM) < / güçlü >FEINAKompozisyon analizi için

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Singh, P., Minh, N. Q. Solid oxide fuel cells: Technology status. International Journal of Applied Ceramic Technology. 1, 5-15 (2005).
  2. Stambouli, A. B., Traversa, E. Solid oxide fuel cells (SOFCs): a re....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Chromium GetterSolid Oxide Fuel CellCathode DegradationChromium Vapor CaptureElectrochemical TestingCordierite HoneycombAlkaline Earth OxidesTransition Metal OxidesChromium Transpiration TestImpedance Spectroscopy

Related Articles