Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của nhiệt độ xử lý nhiệt lên hiệu suất của lớp phủ silicate lanthanum apatite phun plasma làm điện phân cho pin nhiên liệu oxit rắn ở nhiệt độ trung gian
Tóm tắt
Silicate lanthanum được dop magnesium với cấu trúc kiểu apatite đã được chế tạo bằng phương pháp sintering trạng thái rắn, như một chất điện phân cho pin nhiên liệu oxit rắn ở nhiệt độ trung gian. Các lớp điện phân được tạo thành bằng cách phun plasma không khí, tiếp theo là các quá trình xử lý nhiệt sau đó, và vi cấu trúc cũng như thành phần pha của chúng được định tính bằng kỹ thuật SEM và XRD. Độ thẩm thấu khí của các lớp điện phân được đo bằng thiết bị chuyên dụng với H2 và O2 tinh khiết ở nhiệt độ phòng. Kết quả cho thấy rằng có mặt các pha vô định hình và pha vi mô trong lớp điện phân sau khi phun, và sau đó biến mất sau quá trình xử lý nhiệt tại lò lửa không khí với nhiệt độ lên đến 1000 °C. Độ thẩm thấu có thể giảm sau quá trình xử lý nhiệt, đặc biệt là sau 4 giờ ở 1000 °C.
Từ khóa
#silicate lanthanum #điện phân #pin nhiên liệu oxit rắn #xử lý nhiệt #cấu trúc apatite #phun plasmaTài liệu tham khảo
N.Q. Minh, Solid Oxide Fuel Cell Technology—Features and Applications, Solid State Ionics, 2004, 174, p 271-277
E. Kendrick, M.S. Islam, and P.R. Slater, Developing Apatites for Solid Oxide Fuel Cells: Insight into Structural, Transport and Doping Properties, J. Mater. Chem., 2007, 17, p 3104-3111
P.R. Slater, J.E.H. Sansom, and J.R. Tolchard, Development of Apatite-Type Oxide Ion Conductors, Chem. Rec., 2004, 4, p 373-384
T. Nakao, A. Mineshige, M. Kobune, T. Yazawa, and H. Yoshioka, Chemical Stability of La10Si6O27 and Its Application to Electrolytes for Solid Oxide Fuel Cells, Solid State Ionics, 2008, 179, p 1567-1569
T. Kharlamova, S. Pavlova, V. Sadykov, T. Krieger, L. Batuev, V. Muzykantov, N. Varov, and C. Argirusis, Fe- and Al-Doped Apatite-Type Lanthanum Silicates: Structure and Property Characterization, Solid State Ionics, 2009, 180, p 796-799
H. Yoshioka and S. Tanase, Magnesium Doped Lanthanum Silicate with Apatite-Type Structure as an Electrolyte for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells, Solid State Ionics, 2005, 176, p 2395-2398
H. Yoshioka, Oxide Ionic Conductivity of Apatite-Type Lanthanum Silicates, J. Alloys Compd., 2006, 408-412, p 649-652
J.E.H. Sansom, E. Kendrick, J.R. Toichard, and M.S. Islam, A Comparison of the Effect of Rare Earth vs Si Site Doping in the Conductivities of Apatite-Type Rare Earth Silicates, J. Solid State Electrochem., 2006, 10, p 562-568
J.C. Oliveira, D. Horwat, A. Billard, and A. Cavaleiro, Oxidation of Magnetron Sputtered La-Si Thin Films for Solid Oxide Fuel Cell Electrolytes, Thin Solid Films, 2009, 517, p 1895-1898
W. Gao, H. Liao, and C. Coddet, Effect of Feedstock Powder Characteristics on Microstructure and Mechanical Properties of Lanthanum Silicate Coatings Deposited by Atmospheric Plasma Spraying, Appl. Surf. Sci., 2008, 254, p 5548-5551
H. Yoshioka, T. Mitsui, A. Mineshige, and T. Yazawa, Fabrication of Anode Supported SOFC Using Plasma-Sprayed Films of the Apatite-Type Lanthanum Silicate as an Electrolyte, Solid State Ionics, 2010, 181, p 1702-1712
S. Dru, E. Meillot, K. Wittmann-Teneze, R. Benoit, and M.L. Saboungi, Plasma Spraying of Lanthanum Silicate Electrolytes for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells (ITSOFCs), Surf. Coat. Technol., 2010, 205, p 1060-1064
H. Yoshioka, Y. Nojiri, and S. Tanase, Ionic Conductivity and Fuel Cell Properties of Apatite-Type Lanthanum Silicates Doped with Mg and Containing Excess Oxide Ions, Solid State Ionics, 2008, 179, p 2165-2169
D. Marrero-López, M.C. Martín-Sedeño, J. Peña-Martínez, J. Cuiz-Morales, P. Núñez, M.A.G. Aranda, and J.R. Ramos-Barrado, Evaluation of Apatite Silicates as Solid Oxide Fuel Cell Electrolytes, J. Power Sources, 2010, 195, p 2496-2502
R. Hui, Z.W. Wang, O. Kesler, L. Rose, J. Jankovic, S. Yick, R. Maric, and D. Ghosh, Thermal Plasma Spraying for SOFCs: Applications, Potential Advantages, and Challenges, J. Power Sources, 2007, 170, p 308-323
R. Vaßn, D. Hathiramani, J. Mertens, V.A.C. Haanappel, and I.C. Vinke, Manufacturing of High Performance Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) with Atmospheric Plasma Spraying (APS), Surf. Coat. Technol., 2007, 202, p 499-508
W.Z. Wang, F. Sun, X.P. Guo, and H.L. Liao, Effect of Substrate Surface Temperature on the Microstructure and Ionic Conductivity of Lanthanum Silicate Coatings Deposited by Plasma Spraying, Surf. Coat. Technol., 2011, 205, p 3665-3670
C. Zhang, H.L. Liao, W.Y. Li, G. Zhang, C. Coddet, C.J. Li, C.X. Li, and X.J. Ning, Characterization of YSZ Solid Oxide Fuel Cells Electrolyte Deposited by Atmospheric Plasma Spraying and Low Pressure Plasma Spraying, J. Therm. Spray Technol., 2006, 15, p 598-603
Y.P. Lu, Y.Z. Song, R.F. Zhu, M.S. Li, and T.Q. Lei, Factors Influencing Phase Compositions and Structure of Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coatings During Heat Treatment, Appl. Surf. Sci., 2003, 206, p 345-354
M.F. Morks and A. Kobayashi, Effect of Gun Current on the Microstructure and Crystallinity of Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coatings, Appl. Surf. Sci., 2007, 253, p 7136-7142
J.C. Dyre, The Glass Transition and Elastic Models of Glass-Forming Liquids, Rev. Mod. Phys., 2006, 78, p 953-972
P. Richet, M. Roskosz, and J. Roux, Glass Formation in Silicates: Insights from Composition, Chem. Geol., 2006, 225, p 388-401
S. Sampath and H. Herman, Rapid Solidification and Microstructure Development During Plasma Spray Deposition, J. Therm. Spray Technol., 1996, 5, p 445-456
T. Rosenqvist, Principles of Extractive Metallurgy, Tapir Academic Press, Trondheim, 2004, p 96
C.J. Li, C.X. Li, Y.Z. Xing, M. Gao, and G.J. Yang, Influence of YSZ Electrolyte Thickness on the Characteristics of Plasma-Sprayed Cermet Supported Tubular SOFC, Solid State Ionics, 2006, 117, p 2065-2069
I.O. Golosnoy, S. Paul, and T.W. Clyne, Modelling of Gas Permeation Through Ceramic Coatings Produced by Thermal Spraying, Acta Mater., 2008, 56, p 874-883