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Sulfur-Enhanced Performance and Durability of SrFe0.75Mo0.25O3-d/Ce0.9Gd0.1O2-d Fuel Electrodes for Solid Oxide Fuel Cell

Riegraf, Matthias und Sata, Noriko und Develos-Bagarinao, Katherine und Costa, Rémi (2026) Sulfur-Enhanced Performance and Durability of SrFe0.75Mo0.25O3-d/Ce0.9Gd0.1O2-d Fuel Electrodes for Solid Oxide Fuel Cell. Advanced Energy and Sustainability Research. Wiley. doi: 10.1002/aesr.202500361. ISSN 2699-9412.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Kurzfassung

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are a key technology for highly efficient, low-emission power generation from hydrogen and hydrocarbon-based fuels. However, conventional Ni-cermet fuel electrodes show high performance and stability but exhibit poor tolerance toward impurities, particularly sulfur. Here, the performance and durability of Ni-free perovskite-based SrFe0.75Mo0.25O3−d (SFM)/Ce0.9Gd0.1O2−d (CGO) composite fuel electrodes are evaluated under hydrogen-rich conditions, with and without trace hydrogen sulfide in the fuel. Electrolyte-supported cells with SFM/CGO show initial performance comparable to that of benchmark Ni/CGO electrodes at 800 °C. Despite similar ohmic resistance, cells with SFM/CGO exhibit higher polarization resistance, suggesting slightly reduced electro-catalytic activity. Durability testing reveals significant degradation of SFM/CGO over time, attributed to SFM phase decomposition in hydrogen-rich atmospheres and microstructural reorganization based on post-test analysis. Surprisingly, the addition of ppm-level H2S not only mitigated degradation, but also improved electrode performance. These results uncover a counterintuitive, sulfur-mediated stabilization mechanism for SFM-based electrodes, offering a new development pathway toward sulfur-tolerant, nickel-free SOFCs for robust and fuel-flexible energy conversion.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/221784/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Sulfur-Enhanced Performance and Durability of SrFe0.75Mo0.25O3-d/Ce0.9Gd0.1O2-d Fuel Electrodes for Solid Oxide Fuel Cell
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Riegraf, MatthiasMatthias.Riegraf (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sata, NorikoNoriko.Sata (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3103-2051NICHT SPEZIFIZIERT
Develos-Bagarinao, KatherineGlobal Zero Emission Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Costa, Rémiremi.costa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3534-1935NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Erschienen in:Advanced Energy and Sustainability Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/aesr.202500361
Verlag:Wiley
ISSN:2699-9412
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SOFC, sulfur activation, perovskite, sulfur tolerance, perovskite, SFM
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Riegraf, Matthias
Hinterlegt am:05 Jan 2026 10:34
Letzte Änderung:05 Jan 2026 10:34

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