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Resumo Células de combustível de óxido sólido (SOFCs) estão emergindo rapidamente como uma tecnologia, oferecendo o potencial para geração de eletricidade e calor (cogeração) neutra em carbono ou negativa em carbono utilizando combustíveis carboidratos sintéticos e hidrogênio. Um desafio significativo associado às SOFCs é a alta resistência à polarização experimentada no cátodo durante a reação de redução do oxigênio (ORR), que diminui a eficiência da célula. A cinética da ORR é influenciada por fatores como o tipo de material do cátodo, sua microestrutura e a qualidade da interface entre o cátodo e o eletrólito. Em nossa pesquisa, abordamos essa questão modificando a interface entre o material de cátodo de ponta, Ferrite de Cobalto Estrôncio Lantanídeo—La 0.6 Sr 0.4 Co 0.2 Fe 0.8 O 3-δ (LSCF), e o eletrólito de Zircônia estabilizada com Escândio (ScSZ). Essa modificação envolveu a deposição de um filme de tamanho micrométrico de ceria dopada com gadolínio (Gd 0.1 Ce 0.9 O 2-δ) – (GDC) como uma camada interfacial. Nossa análise incluiu estudos sistemáticos, abrangendo variações nas temperaturas de operação da célula e nos potenciais aplicados, assim como medições do desempenho da célula ao longo de um período prolongado. Observamos um aumento significativo no desempenho da célula com a introdução da camada interfacial GDC entre o cátodo LSCF e o eletrólito ScSZ. Especificamente, registramos uma resistência à polarização do cátodo tão baixa quanto 0.40 Ωcm 2 para a interface modificada, o que é substancialmente menor em comparação com cátodos LSCF nus (3.04 Ωcm 2) a 600 °C. Essa redução na resistência do cátodo pode ser atribuída principalmente às condições melhoradas para a reação de redução do oxigênio (ORR), resultantes do contato interfacial aprimorado entre o eletrodo e o eletrólito e mitigação de qualquer interdifusão de zircônio, como observado em estudos detalhados de microscopia eletrônica de varredura.
Nisar et al. (Mon,) estudaram essa questão.