在实践条件下,SOFC中诱导的界面失活:对来源和当前负载效应的机械洞察

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 由 (Cr) 引起的界面失活是固体氧化物燃料电池 (SOFC) 长期稳定性的重大挑战.
• La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ (LSCF) 是一种常用的阴极材料,容易受到Cr诱导的降解.

研究的目的:

• 系统地研究SOFCs在不同源和电流密度下的降解行为.
• 为了阐明LSCF阴极中Cr诱导降解的机制.

主要方法:

• 使用不同的Cr来源 (Cr₂O₃粉和SUS430合金) 在各种电流密度 (0.2和0.5 A cm^{-2) 中降解了SOFC.}
• 性能损失与Cr挥发率相关.
• 扫描电子显微镜与能量分散光谱 (SEM-EDS) 映射用于分析Cr和Sr的迁移.

主要成果:

• 与SUS430合金相比,使用Cr2O3粉末作为Cr源加速了Cr沉积,并导致更严重的阴极降解.
• 发现cr沉积抑制了LSCF阴极中的氧气表面交换和批量扩散过程.
• 高电流密度促进了Cr和Sr向电解质的迁移.

结论:

• 源的挥发性和电化学极化是诱导的SOFC降解的关键因素.
• 粉末Cr₂O₃适用于加速衰老测试,以研究SOFC降解.
• 了解这些机制为开发耐Cr电极和优化SOFC操作提供了洞察力.