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Ohmic resistance of nickel infiltrated chromium oxide scales in solid oxide fuel cell metallic interconnects

Linder, Markus und Hocker, Thomas und Holzer, Lorenz und Pecho, Omar und Friedrich, K. Andreas und Morawietz, Tobias und Hiesgen, Renate und Kontic, Roman und Iwanschitz, Boris und Mai, Andreas und Schuler, J. Andreas (2015) Ohmic resistance of nickel infiltrated chromium oxide scales in solid oxide fuel cell metallic interconnects. Solid State Ionics, 283, Seiten 38-51. Elsevier. doi: 10.1016/j.ssi.2015.11.003. ISSN 0167-2738.

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Kurzfassung

Oxide scale formation on metallic interconnects contributes to the overall degradation of solid oxide fuel cell (SOFC) stacks. On the anode side, thermally grown oxide scale might contain additional nickel, nickel oxide, or nickel chromium spinel phases – depending on the applied operation conditions. Ni originates from Ni-meshes, often applied as current collector, from Ni-containing anodes or from Ni-containing coatings. Ni particles released during thermo redox cycles from adjacent Ni-containing components might be interspersed into the oxide scale. This study aims at investigating the influence of Ni on the electrical conductivity of oxide scales. For this purpose pellets of Cr2O3 were mixed with different amounts of Ni and then investigated in-situ under both reducing and oxidizing gas atmospheres at 850 °C. The formed crystals were analyzed using X-ray diffraction, whereas the resulting microstructures were quantified using scanning electron microscopy. During oxidation Ni is converted into NiO, and the latter interacts with Cr2O3 to form a NiCr2O4 spinel phase. Subsequent exposure to reducing conditions leads to an almost instantaneous decomposition of NiCr2O4 spinel, resulting in finely dispersed elementary Ni. This rearrangement of Ni by spinel decomposition leads to a significant improvement of the electrical conductivity of the Cr2O3 pellets compared to their initial state.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/100758/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Ohmic resistance of nickel infiltrated chromium oxide scales in solid oxide fuel cell metallic interconnects
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Linder, MarkusZHAW Zurich University of Appl. SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hocker, ThomasZHAW Zurich University of Appl. SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holzer, LorenzHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pecho, OmarZHAW Zurich University of Appl. SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morawietz, TobiasHochschule EsslingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hiesgen, Renaterenate.hiesgen (at) hs-esslingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kontic, RomanZHAW Zurich University of Appl. SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Iwanschitz, BorisHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mai, AndreasHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schuler, J. AndreasHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2015
Erschienen in:Solid State Ionics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:283
DOI:10.1016/j.ssi.2015.11.003
Seitenbereich:Seiten 38-51
Verlag:Elsevier
ISSN:0167-2738
Status:veröffentlicht
Stichwörter:solid oxide fuel cell (SOFC), NiCr2O4 (nickel chromate, spinel), metallic interconnects (MIC), oxide scale formation, Ni-mesh, metallic coating
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: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:10 Dez 2015 08:59
Letzte Änderung:22 Jun 2023 10:17

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