Preparation and characterization of (La,Ca,Sr)(Fe,Co)O3-δ cathodes for solid oxide fuel cells

Titel in Übersetzung: Präparation und Charakterisierung von (La,Ca,Sr)(Fe,Co)O3-δ Kathoden für Hochtemperaturbrennstoffzellen

Mario Micu-Budisteanu

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

351 Downloads (Pure)

Abstract

In dieser Arbeit werden neuartige elektronen- und sauerstoffionenleitende Kathodenmaterialien für Festelektrolytbrennstoffzellen hinsichtlich Kristallstruktur, sowie Masse- und Ladungstransporteigenschaften untersucht. Aktuelle Arbeiten zeigen, dass Verbindungen aus der Reihe (La,Ca)FeO3-δ eine äußerst rasche Sauerstoffaustauschkinetik und hohe Langzeitstabilität unter kritischen Betriebsbedingungen (z.B. SO2-Vergiftung) besitzen. Durch gezielte Substitution mit Sr bzw. Co sollen ausgehend von La0.8Ca0.2FeO3-δ neue Verbindungen hergestellt und charakterisiert werden. In Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) sollen Zellen mit Luftelektroden aus den an der Montanuniversität Leoben (MUL) hergestellten Kathodenmaterialien präpariert und elektrochemisch charakterisiert werden. Neben dem auf Materialebene bereits gut untersuchten Perowskit La0.8Ca0.2FeO3-δ (LCF82), der eine sehr rasche Sauerstoffaustauschkinetik und gute Stabilität gegenüber SO2-Vergiftung besitzt, sollen Materialien mit Sr- bzw. Co-Substitution untersucht werden. Die Verbindungen La0.6Ca0.2Sr0.2FeO3-δ (LCSF622) und La0.8Ca0.2Fe0.8Co0.2O3-δ (LCFC8282) werden in Hinblick auf Phasenreinheit und Kristallstruktur mittels XRD und Rietveld-Verfeinerung charakterisiert. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten werden mittels Dilatometrie bestimmt. Weiters wird die elektronische Leitfähigkeit und die Sauerstoffaustauschkinetik mittels dc-Leitfähigkeits- und dc-Leitfähigkeitsrelaxationsmessungen untersucht. Anschließend werden Siebdruckpasten hergestellt und rheologisch optimiert, um damit poröse Elektroden auf symmetrischen sowie anodengestützten Zellen herzustellen. Die Zellen werden mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie und Strom-Spannungskennlinien charakterisiert. Post-mortem Analysen an den getesteten Zellen geben Aufschluss über das Sinterverhalten der porösen Elektroden, deren Mikrostruktur und die Schichtanhaftung am Elektrolyten.
Titel in ÜbersetzungPräparation und Charakterisierung von (La,Ca,Sr)(Fe,Co)O3-δ Kathoden für Hochtemperaturbrennstoffzellen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Bucher, Edith, Betreuer (intern)
  • Lenser, Christian, Mitbetreuer (extern), Externe Person
  • Menzler, Norbert H., Betreuer (extern), Externe Person
  • Berger, Christian, Mitbetreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Hochtemperaturbrennstoffzelle
  • Kathode
  • SOFC

Dieses zitieren