Sulphur Induced Degradation of Nickel-Based Solid Oxide Fuel Cell Anodes
Notice bibliographique
Résumé
Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) are high temperature solid-state electrochemical devices that convert fuel into electricity and heat with high efficiency. Many fuels suitable for SOFCs derive from hydrocarbon sources, such as natural gas or biogas; however, these contain significant impurities, most notably compounds containing sulphur, which can poison the nickel electrocatalyst in the anode of the fuel cell. Sulphur removal is usually carried out but it is complicated and expensive to achieve levels below 1 part per million (ppm). An enhanced scientific understanding of chemical interactions on the surface of SOFC electrodes is critical to the development of robust nickel-based anodes, but the mechanisms and effects of sulphur poisoning are not fully understood. The scope of this thesis is to advance the field of sulphur-poisoning research by studying the effect of current density on the sulphur-induced degradation, and focuses on intermediate-temperature (IT) conditions with nickel-gadolinia doped ceria (Ni-CGO), which is the most promising anode material for IT-SOFCs, operating between 600–800 °C. The work of this thesis is aimed at (i) investigating the kinetics of sulphur poisoning, and the effect of current density, by use of a specially built three-electrode electrochemical test rig; (ii) analysis of structural modifications to the anode microstructure as a result of exposure to fuel cell conditions and (iii) development and prototype testing of a miniature SOFC test rig with optical access for in situ Raman spectroscopy. Fuel cell operation at higher current density was found to partially mitigate the sulphur poisoning of up to 3 ppm H2S in H2 fuel, while microstructural analysis found that the presence of as little as 0.5 ppm H2S accelerated restructuring of nickel grain surfaces. Finally, preliminary proof-of-concept results were obtained for the in situ Raman rig, and suggestions for a future design are discussed.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».