Skip to main content
Erschienen in: Journal of Electroceramics 3/2018

13.02.2018

Carbon tolerance effects of Sr2NiMoO6-δ as an alternative anode in solid oxide fuel cell under methane fuel condition

Erschienen in: Journal of Electroceramics | Ausgabe 3/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Sr2NiMoO6-δ (SNMO) with a double perovskite structure has been investigated as an alternative anode material for solid oxide fuel cells. The SNMO anode was compatible with the GDC electrolyte at the SOFC operating conditions. The SNMO anode was not stable at high temperatures and reducing atmospheric conditions, where Ni exsoluted from the SNMO double perovskite structure to form Ni nanoparticles. Ni nanoparticles provided highly electrochemically active sites in both H2 and CH4. Ni nanoparticles also provided chemically active sites for the pyrolysis of methane under H2O shortage, leading to carbon deposition on the anode. To improve the cell performance, the SNMO anode was modified by a GDC thin film coating on the anode pore wall surface to increase the number of reaction sites and also accelerate the electrochemical reaction kinetics of the anode. The anode polarization resistance in CH4 was decreased by the GDC modification from 18.39 Ωcm2 to 0.55 Ωcm2 at 800 °C. The 60% of the cell performance was improved by the GDC modification on the SNMO anode. The GDC-modified SNMO anode cell was stable for 100 h when CH4 fuel was used.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat EG&G Technical Services, Inc., Fuel cell handbook, 7th ed. (US department of energy, Morgantown, 2004) EG&G Technical Services, Inc., Fuel cell handbook, 7th ed. (US department of energy, Morgantown, 2004)
2.
Zurück zum Zitat K. Onda, T. Iwanari, N. Miyauchi, K. Ito, T. Ohba, Y. Sakaki, S. Nagata, J. Electrochem. Soc. 150, A1569 (2003)CrossRef K. Onda, T. Iwanari, N. Miyauchi, K. Ito, T. Ohba, Y. Sakaki, S. Nagata, J. Electrochem. Soc. 150, A1569 (2003)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat J.W. Yun, S.P. Yoon, H.S. Kim, J. Han, S.W. Nam, Int. J. Hydrog. Energy 37, 4356 (2012)CrossRef J.W. Yun, S.P. Yoon, H.S. Kim, J. Han, S.W. Nam, Int. J. Hydrog. Energy 37, 4356 (2012)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat H. Kim, S. Park, J.M. Vohs, R.J. Gorte, J. Electrochem. Soc. 148, A693 (2001)CrossRef H. Kim, S. Park, J.M. Vohs, R.J. Gorte, J. Electrochem. Soc. 148, A693 (2001)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Z.F. Zhou, C. Gallo, M.B. Pague, H. Schobert, S.N. Lvov, J. Power Sources 133, 181 (2004)CrossRef Z.F. Zhou, C. Gallo, M.B. Pague, H. Schobert, S.N. Lvov, J. Power Sources 133, 181 (2004)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat S. Zha, A. Moore, H. Abernathy, M. Liu, J. Electrochem. Soc. 151, A1128 (2004)CrossRef S. Zha, A. Moore, H. Abernathy, M. Liu, J. Electrochem. Soc. 151, A1128 (2004)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat S. McIntosh, J.M. Vohs, R.J. Gorte, J. Electrochem. Soc. 150, A470 (2003)CrossRef S. McIntosh, J.M. Vohs, R.J. Gorte, J. Electrochem. Soc. 150, A470 (2003)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat S.I. Lee, K. Ahn, J.M. Vohs, R.J. Gorte, Solid State Lett. 8, A48 (2005)CrossRef S.I. Lee, K. Ahn, J.M. Vohs, R.J. Gorte, Solid State Lett. 8, A48 (2005)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat A. Fuerte, R.X. Valenzuela, M.J. Escudero, L. Daza, J. Power Sources 196, 4324 (2011)CrossRef A. Fuerte, R.X. Valenzuela, M.J. Escudero, L. Daza, J. Power Sources 196, 4324 (2011)CrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat O.A. Marina, N.L. Canfield, J.W. Stevenson, Solid State Ionics 149, 21 (2002)CrossRef O.A. Marina, N.L. Canfield, J.W. Stevenson, Solid State Ionics 149, 21 (2002)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat J. Karczewski, B. Riegel, M. Gazda, P. Jasinski, B. Kusz, J. Electroceram. 24, 326 (2010)CrossRef J. Karczewski, B. Riegel, M. Gazda, P. Jasinski, B. Kusz, J. Electroceram. 24, 326 (2010)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat P. Vozdecky, A. Roosen, Q.L. Ma, F. Tietz, H.P. Buchkremer, J. Mater. Sci. 46, 3493 (2011)CrossRef P. Vozdecky, A. Roosen, Q.L. Ma, F. Tietz, H.P. Buchkremer, J. Mater. Sci. 46, 3493 (2011)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat X. Li, H. Zhao, W. Shen, F. Gao, X. Huang, Y. Li, Z. Zhu, J. Power Sources 166, 47 (2007)CrossRef X. Li, H. Zhao, W. Shen, F. Gao, X. Huang, Y. Li, Z. Zhu, J. Power Sources 166, 47 (2007)CrossRef
20.
21.
Zurück zum Zitat G.L. Xiao, X.H. Dong, K.V. Huang, F.L. Chen, Mater. Res. Bull. 46, 57 (2011)CrossRef G.L. Xiao, X.H. Dong, K.V. Huang, F.L. Chen, Mater. Res. Bull. 46, 57 (2011)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat A. Aguadero, C. de la Calle, D. Pérez-Coll, J.A. Alonso, Fuel Cell 11, 44 (2011)CrossRef A. Aguadero, C. de la Calle, D. Pérez-Coll, J.A. Alonso, Fuel Cell 11, 44 (2011)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat H.S. Kim, G.S. Kim, J.W. Yun, H.C. Ham, J.H. Jang, J. Han, S.W. Nam, Y.G. Shul, S.P. Yoon, Ceram. Int. 40, 8237 (2014)CrossRef H.S. Kim, G.S. Kim, J.W. Yun, H.C. Ham, J.H. Jang, J. Han, S.W. Nam, Y.G. Shul, S.P. Yoon, Ceram. Int. 40, 8237 (2014)CrossRef
26.
27.
28.
Zurück zum Zitat S. Vasala, M. Lehtimaki, S.C. Haw, J.M. Chen, R.S. Liu, H. Yamauchi, M. Karppinen, Solid State Ionics 181, 754 (2010)CrossRef S. Vasala, M. Lehtimaki, S.C. Haw, J.M. Chen, R.S. Liu, H. Yamauchi, M. Karppinen, Solid State Ionics 181, 754 (2010)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat S. Tao, J. Canales-Vazquez, J.T.S. Irvine, Chem. Mater. 16, 2309 (2004)CrossRef S. Tao, J. Canales-Vazquez, J.T.S. Irvine, Chem. Mater. 16, 2309 (2004)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Z. Xie, H. Zhao, T. Chen, X. Zhou, Z. Du, Int. J. Hydrog. Energy 36, 7257 (2011)CrossRef Z. Xie, H. Zhao, T. Chen, X. Zhou, Z. Du, Int. J. Hydrog. Energy 36, 7257 (2011)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat P. Zhang, Y.H. Huang, J.G. Cheng, Z.Q. Mao, J.B. Goodenough, J. Power Sources 196, 1738 (2011)CrossRef P. Zhang, Y.H. Huang, J.G. Cheng, Z.Q. Mao, J.B. Goodenough, J. Power Sources 196, 1738 (2011)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Q. Liu, X. Dong, G. Xiao, F. Zhao, F. Chen, Adv. Mater. 22, 5478 (2010)CrossRef Q. Liu, X. Dong, G. Xiao, F. Zhao, F. Chen, Adv. Mater. 22, 5478 (2010)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat L.L. Zhang, Q.J. Zhou, Q.A. He, T.M. He, J. Power Sources 195, 6356 (2010)CrossRef L.L. Zhang, Q.J. Zhou, Q.A. He, T.M. He, J. Power Sources 195, 6356 (2010)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Y.H. Huang, G. Liang, M. Croft, M. Lehtimaki, M. Karppinen, J.B. Goodenought, Chem. Mater. 21, 2319 (2009)CrossRef Y.H. Huang, G. Liang, M. Croft, M. Lehtimaki, M. Karppinen, J.B. Goodenought, Chem. Mater. 21, 2319 (2009)CrossRef
36.
37.
Zurück zum Zitat T. Jardiel, M.T. Caldes, F. Moser, J. Hamon, G. Gauthier, O. Joubert, Solid State Ionics 181, 894 (2010)CrossRef T. Jardiel, M.T. Caldes, F. Moser, J. Hamon, G. Gauthier, O. Joubert, Solid State Ionics 181, 894 (2010)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat W.C. Chueh, Y. Hao, W.C. Jung, S.M. Haile, Nat. Mater. 11, 155 (2012)CrossRef W.C. Chueh, Y. Hao, W.C. Jung, S.M. Haile, Nat. Mater. 11, 155 (2012)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Y. Liu, T. Hayakawa, T. Tsunoda, K. Suzuki, S. Hamakawa, K. Murata, R. Shiozaki, T. Ishii, M. Kumagai, Top. Catal. 22, 205 (2003)CrossRef Y. Liu, T. Hayakawa, T. Tsunoda, K. Suzuki, S. Hamakawa, K. Murata, R. Shiozaki, T. Ishii, M. Kumagai, Top. Catal. 22, 205 (2003)CrossRef
Metadaten
Titel
Carbon tolerance effects of Sr2NiMoO6-δ as an alternative anode in solid oxide fuel cell under methane fuel condition
Publikationsdatum
13.02.2018
Erschienen in
Journal of Electroceramics / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 1385-3449
Elektronische ISSN: 1573-8663
DOI
https://doi.org/10.1007/s10832-018-0117-2

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2018

Journal of Electroceramics 3/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt