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Beyond the 3rd Generation of Planar SOFC: Development of Metal Foam Supported Cells with Thin Film Electrolyte

Han, Feng und Semerad, Robert und Constantin, Guillaume und Dessemond, Laurent und Costa, Rémi (2015) Beyond the 3rd Generation of Planar SOFC: Development of Metal Foam Supported Cells with Thin Film Electrolyte. In: ECS Transactions, Seiten 1889-1896. SOFC XIV, 26.-31. Juli 2015, Glasgow, UK. doi: 10.1149/06801.1889ecst.

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Kurzfassung

The manufacturing of thin and gas tight electrolyte in solid oxide fuel cells (SOFCs) remains challenging especially when alloys are used for the substrate. In this work, we present a porosity graded multi-layer structure supporting thin film electrolyte, as a further evolution of the metal supported planar cell architecture. The substrate is made of NiCrAl metal foam impregnated with La0.1Sr0.9TiO3-α (LST) ceramic. Furthermore, a 20 μm thick composite anode functional layer with LST and Gd0.1Ce0.9O2-α (GDC) was deposited onto the substrate. The surface of the anode functional layer is later engineered with a suspension of nanoparticles with 40 nm average particle size of yttria-stabilized zirconia (YSZ). This results in a mesoporous layer with a smooth surface. Finally, a gas-tight GDC electrolyte was deposited by EBPVD method. The thickness of the thin-film YSZ layer and the gas-tight CGO layer was approximately 1 μm and 2 μm, respectively. Button half cells with size up to 25cm² were successfully produced showing an air leakage rate down to 0.7 Pa·m·s-1 satisfying the gas-tightness quality control threshold of the state of the art metal supported SOFCs at DLR. Full cells with La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ (LSCF) cathodes showed an OCV of 0.97 V at 750°C and power density of about 80mW/cm² was obtained at 0.7 V.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/98805/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Beyond the 3rd Generation of Planar SOFC: Development of Metal Foam Supported Cells with Thin Film Electrolyte
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Han, Fengfeng.han (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1904-134XNICHT SPEZIFIZIERT
Semerad, RobertCeracoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Constantin, GuillaumeUniversité Grenoble AlpesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dessemond, LaurentUniversité Grenoble AlpesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Costa, Rémiremi.costa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3534-1935NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2015
Erschienen in:ECS Transactions
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1149/06801.1889ecst
Seitenbereich:Seiten 1889-1896
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SOFC, thin films, metal supported, nano particles
Veranstaltungstitel:SOFC XIV
Veranstaltungsort:Glasgow, UK
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:26.-31. Juli 2015
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:03 Nov 2015 08:36
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:24

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