Powłoki tlenkowe o strukturze spinelu na interkonektory do ogniw
paliwowych typu IT-SOFC otrzymywane metodą elektroforetyczną
Materiałem najszerzej stosowanym na interkonektory do ogniw IT-SOFC są stale ferrytyczne. Wadą tych interkonektorów jest ich podatność na korozję wysokotemperaturową, która prowadzi do spadku mocy ogniwa. Celem pracy było otrzymanie i charakterystyka fizykochemiczna materiałów kompozytowych w układzie spinel MnCo2O4 (MC)/perowskit La0,95Ni0,6Fe0,4O3 (LNF) o składach (1-x)(MC)x(LNF), gdzie: x=0; 5; 10 i 20% wag., oraz sprawdzenie ich przydatności do modyfikacji powierzchniowej stali Crofer 22 APU z wykorzystaniem metody osadzania elektroforetycznego w połączeniu z optymalizacją warunków obróbki termicznej powłok ochronno-przewodzących. W wyniku dwuetapowej obróbki termicznej, obejmującej rozkład termiczny w mieszaninie Ar-H2-H2O oraz resyntezy w powietrzu uzyskano gęste powłoki. W ramach pracy przeprowadzone zostały badania kinetyki utleniania w 1023 i 1073 K do 5000 godz. w powietrzu, oraz pomiary rezystancji elektrycznej układów "kanapkowych" w postaci stali modyfikowanej tlenkiem gadolinu i w dodatku pokrytej powłoką spinelową oraz stali pokrytej powłoką kompozytową. Najniższą powierzchniową rezystancję elektryczną posiada stal pokryta kompozytem o składzie 20% wag. LNF, zaś najwyższą stal modyfikowana wyłącznie spinelem (0%LNF). Obecność na powierzchni stali nanocząstek Gd2O3 sprzyja znaczącej poprawie właściwości korozyjnych układu warstwowego stal/nanocząstki/powłoka.
Electrophoretic deposition of spinel-type oxide coatings designed for
interconnects applied in intermediate-temperature solid oxide fuel cells
Ferritic steels are the most common interconnect material applied with intermediate-temperature solid oxide fuel cells. Unfortunately, they are susceptible to high- temperature oxidation, which results in a decreased power output of a cell stack. The objective of the study was to obtain composite materials in an MnCo2O4 (MC)spinel/La0.95Ni0.6Fe0.4O3 (LNF) perovskite system with a composition of (1-x)(MC)x(LNF) (where x=0, 5, 10 and 20 wt%), determine their physicochemical properties and suitability for electrophoretic deposition on the surface of the Crofer 22 APU, and optimize the conditions of the thermal treatment of the obtained protective-conducting layers. Thermal treatment consisting of thermal decomposition in the Ar-H2-H2O mixture and re-synthesis in air yielded dense coatings. Investigations also included studies of kinetics over 5000 h of oxidation in air at 1023 and 1073 K and measurements of the electrical resistance of “sandwich” systems: steel modified with gadolinium oxide and coated with spinel, and steel coated with the composite layer. The lowest area-specific resistance was determined for the steel coated with the composite that consisted of 20 wt% LNF, while the highest one for the Steel modified solely with spinel (0 wt% LNF). The presence of Gd2O3 nanoparticles on the steel surface yields a significant improvement in the oxidation-resistant properties.
![Spis treści [Prace naukowe Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu = Research Papers of Wroclaw University of Economics; 2011; Nr 195]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)