University of Tartu
Ultrasonic spray pyrolysis deposited electrolyte layers for intermediate temperature solid oxide fuel cells
Abstract
Jätkuvalt kasvava maailma energianõudluse tõttu on vajalik märkimisväärne üleminek efektiivsemale energiamuundamisele koos suuremahulise energia salvestamisega. Antud valdkonnas toimub hetkel paljude uute tehnoloogiate arendus. Tahkeoksiidse kütuseelemendi eeliseks on efektiivne elektri- ja soojusenergia tootmine erinevatest kütustest nagu metaan, prügila- ja sünteesgaas. Kuna mainitud seadme töötemperatuur on küllaltki kõrge (800-1000 ºC), on selle tehnoloogia täiemahuline kommertsialiseerimine viibinud lühikese eluea ja kõrge maksumuse tõttu. Üheks strateegiaks tahkeoksiidse kütuseelemendi tasuvuse tõstmiseks on selle töötemperatuuri alandamine kesktemperatuursesse vahemikku (600-800 °C). Paraku ei ole klassikalise tsirkooniumoksiidil põhineva elektrolüüdi ioonjuhtivus alandatud temperatuuridel piisav. Lisaks on probleemne kõrge keemiline reaktiivsus tsirkooniumoksiidse elektrolüüdi ja mõningate haruldaste muldmetallide kobaltiidkatoodide vahel mõõdukatel temperatuuridel. Dopeeritud tseeriumoksiidset vahekihti on kasutatud mainitud komponentide vahel keemilise barjäärkihina, kuigi on esinenud teatud katioonide difusiooni. Tseeriumoksiidil ja baariumtseraadil põhinevat elektrolüüti on välja pakutud alternatiivina tsirkooniumoksiidile. Paraku ilmneb oksiidioonjuht tseeriumoksiidil soovimatu elektronjuhtivus redutseerivas keskkonnas ja prootonjuhtkeraamilistel baariumtseraatidel ilmnevad stabiilsusprobleemid CO2 keskkonnas. Antud töös uuriti odava ultraheli-pihustuspürolüüsi meetodiga sadestatud kaitsekihtide omadusi mainitud probleemide valguses. Leiti, et terbiumkatioonid kaasdopandina väikeses kontsentratsioonis alandavad tseeriumoksiidi soovimatut elektronjuhtivust redutseerivates tingimustes. Optimaalselt kuumtöödeldud tseeriumoksiidne ja tsirkonaatne kaitsekiht toimisid tõhusalt vastavalt katioonide difusiooni alandamisel ning baariumtseraatse elektrolüüdi CO2 taluvuse tõstmisel.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
-
- Vestli, Mihkel
Subjects
dc:subject × 10Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10062/52399
- OAI identifier oai:identifier
- oai:dspace.ut.ee:10062/52399