固体氧化物燃料电池中钆掺杂铈酸盐与钇稳定锆酸盐的互扩散：实验研究与动力学建模
材料科学
2019-11-22 v2
摘要
钇稳定锆酸盐（YSZ）电解质与钆掺杂铈酸盐（CGO）阻挡层之间的互扩散是固体氧化物燃料电池（SOFCs）退化的主要原因之一。我们在本工作中展示了在1250 C或1315 C烧结的CGO-YSZ双层电解质的实验研究，以及元素传输随烧结温度与保温时间的变化。为定量模拟实验观测，通过将体系简化为CeO2-ZrO2准二元体系，对CGO-YSZ体系进行CALPHAD型热力学评估，并基于文献数据的批判性评述构建动力学描述（原子迁移率）。随后利用DICTRA软件对CGO-YSZ互扩散进行建模，并将模拟结果在不同烧结或长期运行条件下与实验数据比较。基于模拟的浓度分布预测了双层电解质的相应欧姆电阻。结果表明，CGO-YSZ界面互扩散主要发生在高温烧结期间，而在较低温度下的长期运行期间互扩散对电池退化的影响可忽略。
引用
@article{arxiv.1910.11947,
title = {Interdiffusion between gadolinia doped ceria and yttria stabilized zirconia in solid oxide fuel cells: experimental investigation and kinetic modeling},
author = {Huixia Xu and Kaiming Cheng and Ming Chen and Lijun Zhang and Karen Brodersen and Yong Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11947},
year = {2019}
}
备注
Postprint, 30 pages, 8 figures