Elektrochemische Charakterisierung von volloxidischen Anoden für metallgestützte SOFC auf Basis von La0.9Sr0.1Cr0.2Mn0.8O3 und Gd0.1Ce0.9O2

Katharina Fitzek, Jürgen Fleig, Alexander Karl Opitz
2016
Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist die elektrochemische Charakterisierung von volloxidischen Kompositanoden auf Basis von La0.9Sr0.1Cr0.2Mn0.8O3 (LSCrM) und Gd0.1Ce0.9O2 (GDC) mithilfe elektrochemischer Impedanzspektroskopie. Im ersten Teil der Arbeit wurden poröse Anodenschichten mit variabler Zusammensetzung aus selbst synthetisiertem LSCrM-Pulver und GDC-Pulver von Treibacher hergestellt und bei unterschiedlichen Atmosphären und Temperaturen gesintert und aus den Impedanzmessungen der
more » ... arisationswiderstand ermittelt. In einer ersten Versuchsreihe wurden die Proben unter oxidierender Atmosphäre gesintert und mit Platin kontaktiert, sowie im Anschluss eine Optimierung der Messbedingungen vorgenommen. Bei Anwendung reduzierender Sinteratmosphäre bei 1100° C wurden Polarisationswiderstände von 16,07 Ω cm2 mit einem GDC-Gehalt von 90 %wt bei 818°C erreicht. Nach Senkung der Sintertemperatur auf 1000°C in reduzierender Atmosphäre wurde ein Minimalwert von 4,29 Ω cm2 mit einem GDC-Gehalt von 70 %wt bei 817,3 °C erreicht. Mit dem Ziel, die elektrochemische Aktivität weiter zu verbessern wurde dann eine aufwendigere Probenpräparation im Forschungszentrum Jülich durchgeführt sowie eine rasterelektronenmikroskopische Untersuchung der hergestellten Schichten vorgenommen. Durch die Veränderung der Präparationsroute konnte eine homogene Mikrostruktur erreicht werden, allerdings konnte dadurch die elektrochemische Aktivität nicht erhöht werden. Der niedrigste Polarisationswiderstand konnte hier mit der Probe mit einem GDC-Gehalt von 50 %wt erreicht werden und ergab sich zu 10,36 Ω cm2 bei einer Messtemperatur von 760 °C.
doi:10.34726/hss.2016.40621 fatcat:3ftnn2wkzbhqpfrk6lwqpsp72u