عنوان پایان‌نامه
تاثیر افزودن نانو ذرات سرامیکی بر عملکرد الکترود آند پیل های سوختی اکسید جامد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1344;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79713;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1344;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79713
- تاریخ دفاع
- ۲۴ آذر ۱۳۹۵
- دانشجو
- حبیب رستاقی چالکی
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی, علیرضا بابائی
- چکیده
- در این پژوهش، اکسایش الکتروشیمیایی متانول روی الکترود آند کامپوزیتی La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-? (LSCM)/ Zr0.92Y0.08O2-? (YSZ) مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بهبود عملکرد الکتروشیمیایی الکترود آند، اثر افزودن نانوذرات LaFe0.6Co0.4O3-? (LFC) و LaFe0.57Co0.38Pd0.05O3-? (LFCP) به ریز ساختار الکترود بررسی شد. آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به منظور مشخصه‌یابی رفتار الکتروشیمیایی الکترود آند کامپوزیتی LSCM/YSZ و بررسی نحوه اثرگذاری نانوذرات LFC و LFCP بر عملکرد الکترود کامپوزیتی، مورد استفاده قرار گرفت. مشخصه‌یابی فازهای تلقیح شده به کمک پراش پرتو ایکس انجام شد و به منظور بررسی میکروساختار الکترود آند تلقیح شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی استفاده گردید. نتایج به‌دست آمده گویای عملکرد ضعیف الکترود کامپوزیتی LSCM/YSZ جهت اکسایش متانول به ویژه در دماهای کاری پایین بود. این در حالی است که افزودن نانوذرات LFC روی ساختار متخلخل الکترود آند کامپوزیتی LSCM/YSZ موجب کاهش قابل توجه مقاومت پلاریزاسیون الکترود در برابر واکنش اکسایش متانول شد. به طوری که در دمای ?C850، مقاومت پلاریزاسیون الکترود برای اکسایش متانول پس از تلقیح محلول LFC به میزان 92% کاهش یافت. مدل‌سازی طیف‌های امپدانس با مدار معادل نشان داد که نانوذرات LFC با سرعت بخشیدن به فرآیندهای تغییر ترکیب گاز و جذب سطحی هیدروژن، موجب بهبود عملکرد الکترود شده اند. همچنین مطالعات میکروسکوپی حاکی از تشکیل نانوذرات LFC درون ساختار متخلخل الکترود کامپوزیتی LSCM/YSZ بود. نتایج نشان داد که افزودن Pd به محلول تلقیح، یا به عبارت دیگر افزودن نانوذرات LFCP، اثری فراتر از اثر افزودن نانوذرات LFC در کاهش مقاومت پلاریزاسیون الکترود ندارد.
- Abstract
- In this study, direct oxidation of methanol on the La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3??/ Zr0.92Y0.08O2-? (LSCM/YSZ) composite anode of SOFCs was investigated. Introduction of nano-sized LaFe0.6Co0.4O3(LFC) and LaFe0.57Co0.38Pd0.05O3-? (LFCP) into the microstructure of LSCM/YSZ backbone was carried out to promote the electrochemical performance of anode electrode. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique was used for the characterization of un-infiltrated and infiltrated LSCM/YSZ electrodes. Phase formation analysis and microstructural investigations were conducted using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) apparatus, respectively. The results showed that LSCM/YSZ electrode has a large impedance for methanol oxidation reaction, especially at low temperatures, while introduction of LFC nanoparticles signi?cantly promotes the electro-catalytic activity of the LSCM/YSZ anode for the methanol electro-oxidation reaction. For example, at 850°C, the electrode polarization resistance for the methanol oxidation reaction decreased significantly (~92%) after impregnation of LFC. Analysis of the impedance curves revealed that LFC impregnation mainly enhances the electrode processes at low frequencies, which is related to the methanol decomposition and hydrogen adsorption on the LSCM/YSZ composite anode. The results showed that addition of Pd to the impregnation solution, i.e. LFCP impregnation, causes no more improvement in the performance of the composite electrode compared to LFC impregnation. Keywords: Solid oxide fuel cell; Anode electrode; Electrochemical impedance spectroscopy; Methanol oxidation; Impregnation
