Operando observation of patterned nickel - gadolinium doped ceria solid oxide fuel cell anode
Operando observation of patterned nickel - gadolinium doped ceria solid oxide fuel cell anode
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图案化镍钆掺杂二氧化铈固体氧化物燃料电池阳极的操作观察
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2021.230670
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
N.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Komatsu;Y.;Sciazko;A.;Suzuki;Y.;Ouyang;Z.;Jiao;Z. and Shikazono;N.
镍（Ni）-钆掺杂二氧化铈（GDC）是固体氧化物燃料电池（SOFCs）有前途的阳极材料之一。然而，它们在还原气氛下不如Ni-氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）阳极稳定，因为Ni和GDC两者都迁移并且多孔微结构改变。因此，Ni-GDC阳极的降解行为比Ni-YSZ阳极的降解行为更复杂。在本研究中，在SOFC运行下，对GDC衬底上图案化Ni的形态变化进行了新颖的观测以及常规的ex-situ测量。Ni和GDC在51小时的操作期间在几十微米的范围内动态地移动，其中三相边界（TPB）长度在操作期间动态地改变。图案化Ni-GDC阳极表面出现了纳米级的GDC颗粒，并且GDC表面发生了强烈的粗糙化，这是图案化Ni-GDC阳极的显著形貌变化。
Nickel (Ni) - gadolinium doped ceria (GDC) is one of the promising anode materials for solid oxide fuel cells (SOFCs). However, they are not as stable as Ni - yttria-stabilized zirconia (YSZ) anodes at reducing atmosphere, since both Ni and GDC migrate and porous microstructure changes. The degradation behavior of the Ni-GDC anode is thus more complex than that of Ni-YSZ. In the present study, noveloperandoobservations of the morphological changes of patterned Ni on a GDC substrate as well as conventionalex-situmeasurements are conducted under SOFC operation. Both Ni and GDC moved dynamically in the range of several tens of microns during 51 h operation, where the three phase boundary (TPB) length dynamically changed during the operation. Nano-size GDC particles appeared on the Ni surface and the GDC surface was strongly roughened, which were the distinctive morphological changes of the patterned Ni-GDC anode.
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作者：
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通讯作者：
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发表时间：
2021
期刊：
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--
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N. Shikazono