عنوان پایان‌نامه
بررسی افزودن نانو ذرات کاتالیستی بر کاتد La.Sr.Co.Fe.O ژیل سوختی اکسید جامد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1351;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80612;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1351;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80612
- تاریخ دفاع
- ۰۶ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- علی سلطانی زاده
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی, علیرضا بابائی
- چکیده
- در پژوهش حاضر عملکرد الکتروشیمیایی الکترود کاتد لانتانیم استرانسیوم کبالت فرایت یا LSCF (La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-?) برای احیای اکسیژن مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهبود این عملکرد، اثر افزودن سه دسته نانو کاتالیست نقره-سریا، کبالت-سریا و باریم استرانسیوم کبالت فرایت یا BSCF (Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3) به روش تلقیح مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور مشخصه‌یابی الکتروشیمیایی کاتد LSCF، قبل و بعد از حضور نانو ذرات، از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده شد. مشخصه یابی فاز تلقیح شده BSCF از طریق طیف سنجی پراش پرتو ایکس انجام گردید. ریزساختار نانو ذرات تلقیح شده بر کاتد LSCF از طریق میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت پولاریزاسیون بدست آمده از کاتد LSCF تلقیح نشده، نشان داد که عملکرد کاتد در دماهای پایین چندان چشم گیر نیست. برازش طیف امپدانس الکتروشیمیایی با مدار معادل نشان داد که با افزودن هر سه گروه از نانو ذرات به درون ساختار متخلخل کاتد، عملکرد الکتروشیمیایی الکترود به خصوص در دماهای پایین به میزان قابل توجهی بهبود مییابد. به طور مثال در دمای °C 500، بعد از افزودن نانو ذرات نقره-سریا در غلظت بهینه، مقاومت پلاریزاسیون کاتد 75% کاهش یافت. این عدد برای کاتالیست کبالت-سریا 90 درصد و برای BSCF در حدود 77% بود. همچنین بررسی طولانی مدت کاتالیست نقره-سریا به منظور بررسی عملکرد نانو ذرات انجام شد. ثبات مقاومت پلاریزاسیون در بررسی طولانی مدت (50 ساعت) کاتد تلقیح شده با کاتالیست نقره-سریا و مشاهدات ریز ساختاری، نمایانگر پایداری مناسب نانو ذرات نقره در آزمایش طولانی مدت بود.
- Abstract
- In the present study, electrochemical performance of lanthanum strontium cobalt ferrite or LSCF (La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-?) for oxygen reduction reaction was investigated. In order to enhance the electrochemical performance of the cathode electrode, the effect of infiltration of Silver-Ceria, Cobalt-Ceria and barium strontium cobalt ferrite or BSCF (Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3) nano-catalysts was studied. Impedance spectroscopy was utilized to characterize the electrochemical behavior of LSCF cathodes before and after infiltration. Characterization of BSCF infiltrated-phase was accomplished by X-ray diffraction method. Micro-structure of the infiltrated electrodes was investigated by a field emission scanning electron microscope. The impedance data of non-infiltrated LSCF cathode showed that the performance of cathode was not notable in low temperatures. Fitted-impedance spectra revealed that infiltration of all three group of catalysts into porous structure of LSCF cathodes resulted in eminent electrochemical enhancement, particularly at low temperatures. For instance, at 500°C, after infiltration of silver-ceria nano catalysts at optimum concentration, polarization resistance of the infiltrated-cathode was reduced as much as 75 percent. In case of Co-Ceria and BSCF infiltration the reduction was 90 and 77 percent, respectively. Long-term stability of the silver-ceria infiltrated cathode was also investigated. Consistency of the polarization resistance over 50 hours and micro-structure observations in silver-ceria infiltrated sample, showed appropriate stability of silver nano catalyst in long term test. Keywords: Solid oxide fuel cell, Cathode electrode, LSCF, Infiltration, Silver-Ceria, Cobalt-Ceria, BSCF, Electrochemical impedance spectroscopy
