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Combined experimental and modeling study of interaction between LSCF and CGO in SOFC cathodes

Costa, Rémi und Spotorno, Roberto und Repetto, Claudia und Ilhan, Zeynep und Yurkiv, Vitaliy (2014) Combined experimental and modeling study of interaction between LSCF and CGO in SOFC cathodes. 11th European SOFC and SOE Forum 2014, 2014-07-01 - 2014-07-04, Luzern, Schweiz.

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Kurzfassung

The development of a high-performance oxygen electrode for SOFCs in order to achieve high power density at a stack level is still challenging. It is important to emphasize the factors controlling the efficiency of the cathode. Over the intrinsic electro-catalytic activity of the cathode material itself toward the oxygen reduction, the microstructural parameters such as the porosity, the tortuosity or the particle size are of major importance in the definition of the electrochemical active surface area. In this paper we focus on the behavior of La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α (LSCF)-Ce1-xGdxO2-α (CGO) composite cathodes with different development and characterization of composite cathodes produced by suspension spraying and sintering, with or without further surface modification by infiltration either LSCF or CGO nano-particles. Different symmetrical cells were produced by varying the LSCF/CGO ratio with an active surface area of about 12.57 cm2. Cells were contacted with a fine platinum mesh without any contacting paste and electrochemical impedance spectra (EIS) were recorded in static ambient air in the frequency range 10 mHz – 100 kHz between 500 °C and 800 °C. The serial resistance (Rs) and the total polarization resistance (Rp) were both quantified. The developed kinetic model of oxygen reduction at LSCF/CGO cathode, which incorporates elementary heterogeneous chemistry and electrochemical charge-transfer processes at two different electrochemical double layers, transport in the porous composite electrode, as well as gas supply, is used to explain the non-intuitive interaction between LSCF and CGO phases. This allows a mechanistic interpretation of the origin of different chemical, electrochemical and transport phenomena occurring in composite cathodes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/91069/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Combined experimental and modeling study of interaction between LSCF and CGO in SOFC cathodes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Costa, Rémiremi.costa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3534-1935NICHT SPEZIFIZIERT
Spotorno, RobertoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Repetto, ClaudiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ilhan, ZeynepNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yurkiv, Vitaliyvitaliy.yurkiv (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2014
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SOFC, Cathode, EIS
Veranstaltungstitel:11th European SOFC and SOE Forum 2014
Veranstaltungsort:Luzern, Schweiz
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:1 Juli 2014
Veranstaltungsende:4 Juli 2014
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung und Nutzung (alt)
HGF - Programmthema:Brennstoffzelle (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Costa, Dr Rémi
Hinterlegt am:22 Okt 2014 09:48
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:56

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