Control of structure, strain and chemistry: a route to designer fuel cell interfaces

结构、应变和化学的控制:设计燃料电池接口的途径

基本信息

  • 批准号:
    EP/M014142/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 137.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2015 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A fuel cell consists of three primary components: the air electrode, fuel electrode and ion transport electrolyte. The function of these components is primarily to carry current, reduce oxygen and oxidise a fuel. As these devices are typically constructed using traditional manufacturing techniques there is little control of the atomic scale processes that occur at the interfaces between each of these components. As the electrochemistry that controls the fuel cell operation is correlated with the structure and strain at the interfaces between the components and with the electrode/environment interfaces, a clear understadning of these processes at the atomic scale is essential if optimised, high performacne, low cost fuel cells are to be produced. In this work we will use a complementary suite of advanced techniques, including X-ray photoelectron spectroscopy, Low energy ion scattering and crystal truncation rods to probe the structure of the interfaces, including buried interfaces, and link this with surface chemistry and fuel cell performance. Once these key factors are understood we will apply this knowledge to the design and manufacture of 2D and 3D electrode structures. We will engage with our international partners to complement the work undertaken at imperial and test devices with our industrial partner, AFC Energy.
燃料电池由三个主要部件组成:空气电极、燃料电极和离子传输电解质。这些组件的功能主要是携带电流,减少氧气和氧化燃料。由于这些装置通常使用传统制造技术构造,因此对在这些组件中的每一者之间的接口处发生的原子尺度过程几乎没有控制。由于控制燃料电池操作的电化学与组件之间的界面处的结构和应变以及与电极/环境界面相关,如果要生产优化的、高性能的、低成本的燃料电池,则在原子尺度上对这些过程的清楚理解是必不可少的。在这项工作中,我们将使用一套补充的先进技术,包括X射线光电子能谱,低能离子散射和晶体截断棒来探测界面的结构,包括掩埋界面,并将其与表面化学和燃料电池性能联系起来。一旦了解了这些关键因素,我们将把这些知识应用于2D和3D电极结构的设计和制造。我们将与我们的国际合作伙伴合作,与我们的工业合作伙伴AFC Energy一起补充帝国和测试设备所开展的工作。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Surface Chemistry of La0.99Sr0.01NbO4-d and Its Implication for Proton Conduction.
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b04856
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Cheng Li;S. Pramana;N. Ni;J. Kilner;S. Skinner
  • 通讯作者:
    Cheng Li;S. Pramana;N. Ni;J. Kilner;S. Skinner
Mechanical failure of garnet electrolytes during Li electrodeposition observed by in-operando microscopy
  • DOI:
    10.1016/j.jpowsour.2018.11.041
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Kilner, John
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Law, J. Y.;Franco, V.;Pramana, S. S.
  • 通讯作者:
    Pramana, S. S.
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Druce J
  • 通讯作者:
    Druce J
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  • 通讯作者:
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知道了