金属基底上高性能微固体氧化物燃料电池的实现路径
应用物理
2021-05-28 v1 材料科学
摘要
基于薄膜的微固体氧化物燃料电池在便携电源设备中具有强大潜力。然而，基于硅基底的器件通常包含在高温下不稳定的薄膜金属电极。基于块体金属基底的器件克服了这些限制，尽管在金属上生长最先进的外延材料这一挑战阻碍了性能。在此，我们首次展示了在商业提供的具有外延电解质层（1.5 μm (Y2O3)0.15(ZrO2)0.85 (YSZ) + 50 nm CeO2）的金属基底（不锈钢）上生长外延阴极材料。我们通过脉冲激光沉积生长 LSCF/MgO 垂直排列纳米复合薄膜，随后选择性蚀刻掉 MgO，在基底上制备了 (La0.60Sr0.40)0.95Co0.20Fe0.80O3 (LSCF) 的外延介孔阴极。为与文献进行有效比较，阴极也生长在单晶基底上，确认了最先进的性能：在 500°C 下面积比电阻为 100 Ω·cm²，活化能低至 0.97 eV。该工作标志着迈向便携电源应用高性能微固体氧化物燃料电池商业化的重要一步。
引用
@article{arxiv.2105.13117,
title = {Route to High-Performance Micro-solid Oxide Fuel Cells on Metallic Substrates},
author = {Matthew P. Wells and Adam J. Lovett and Thomas Chalklen and Federico Baiutti and Albert Tarancon and Xuejing Wang and Jie Ding and Haiyan Wang and Sohini Kar-Narayan and Sohini Kar-Narayan and Matias Acosta and Judith L. MacManus-Driscoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13117},
year = {2021}
}