Stabilization of Ni-YSZ Nanocomposite Anodes by Deposition of a Thin YSZ Overlayer
Notice bibliographique
Résumé
Micro solid oxide fuel cells (μ-SOFCs) are energy conversion devices that are being considered for portable devices, such as laptop computers and mobile phones. As the low operating temperatures of μ-SOFCs (600 °C) result in high electrode resistances, one solution to this is to increase the triple phase boundary (TPB) length. In order to achieve this goal, ethylene glycol-based polymeric precursors of the Ni and YSZ components, which allow atomic level mixing of ions, were used to form nanocomposite Ni-YSZ thin films in this work. This, in turn, resulted in Ni-YSZ anode layers with an average grain size of ca. 25 nm, producing a very high TPB length (in comparison to conventional Ni-YSZ anodes) and hence a low electrode polarization resistance of 0.64 Ω.cm2 at 550 °C in humidified H2. It has been reported that Ni-YSZ thin films, prepared by pulsed laser deposition (PLD), exhibit Ni grain growth at operating temperatures (400-600 °C), resulting in a deleterious effect on the long-term stability of the electrode performance [1]. Although the YSZ network within the composite films constrained Ni grain growth to some extent, significant grain growth at the outer surface of the film could not be inhibited [1]. To overcome this problem for the polymeric precursor-deposited Ni-YSZ films developed here, we deposited a thin, porous YSZ layer (ca. 100 nm in thickness) on top of the Ni-YSZ film. This led to a decrease in the polarization resistance degradation rate, from 3.7% per hour at 550 °C in Ni-YSZ thin films to only 0.39 % per hour at the same temperature.The results obtained in this study show that atomic level mixing, resulting from the use of polymeric precursors, yields very good electrode performances that can be stabilized by the application of additional layers. This will allow for significantly lower μ-SOFC cost as a result of the increase in power density and improved robustness. Acknowledgements: The authors gratefully acknowledge the Eyes High PDF Program at the University of Calgary and Alberta Innovates – Technology Futures (AITF) for the support of AB, as well as the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) for the overall financial support of this work. References: U. P. Muecke, K. Akiba, A. Infortuna, T. Salkus, N. V. Stus and L. J. Gauckler, Solid State Ionics, 178 (2008) 1762.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».