Optimizing oxygen diffusion in cathode materials for solid oxide fuel cells

A. I. Chroneos department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge, Cambridge CB2 3QZ, United Kingdom Department of Materials, Imperial College London, London SW7 2AZ, United Kingdom
D. Parfitt Department of Materials, Imperial College London, London SW7 2AZ, United Kingdom

Ключові слова: LnBa1xSrxCo2O5 s, Молекулярна динаміка, міграція кисню, анизотропность

Анотація

Недавні дослідження показали, що ряд Ruddlesden-Поппер (An + 1BnO3n + 1) і шаруватого перовскита LnBaCo2O5 + S (катіони Ln = рідкоземельні) є перспективними в якості катодів для проміжної температури твердооксидних паливних елементів. Для них, щоб бути економічними дифузії кисню повинно бути максимальним. У цьому дослідженні ми пропонуємо стратегії оптимізації дифузії кисню в цих матеріалах шляхом зміни стехіометрії кисню, склад і катіона розлади.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

B.C.H. Steele, A. Heinzel, Nature 414 (2001) 345.

J. Fleig, Ann. Rev. Mater. Res. 33 (2003) 361.

Z. Shao, S.M. Haile, J. Ahn, P.D. Ronney, Z. Zhan, S.A. Barnett, Nature 435 (2005) 3676.

S.B. Adler, J.A. Lane, B.C.H. Steele, J. Electrochem. Soc. 143 (1996) 3554.

S.B. Adler, Solid State Ionics 111 (1998) 125.

E. Boehm, J.M. Bassat, P. Dordor, F. Mauvy, J.C. Grenier, Ph. Stevens, Solid State Ionics 176 (2005) 2717.

M. Burriel, G. Garcia, J. Santiso, J.A. Kilner, R.J. Chater, S.J. Skinner, J. Mater. Chem. 18 (2008) 416.

A. Chroneos, D. Parfitt, J.A. Kilner, R. W. Grimes, J. Mater. Chem. 20 (2010) 266.

A. Tarancon, S.J. Skinner, R.J. Chater, F. Hernandez-Ramirez, J.A. Kilner, J. Mater. Chem. 17 (2007) 3175.

C.J. Zhu, X.M. Liu, C.S. Yi, D. Yan, W.H. Su, J. Power Sources 185 (2008) 193.

J.H. Kim, A. Manthiran, J. Electrochem. Soc. 155 (2008) B385.

J.H. Kim, F. Prado, A. Manthiran, J. Electrochem. Soc. 155 (2008) B1023.

A.A. Taskin, A.N. Lavrov, Y. Ando, Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 91910.

D.J. Liu, J. Almer, Appl. Phys. Lett. 94 (2009) 224106.

J. Hermet, G. Geneste, G. Dezanneau, Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 174102.

A. Aguadero, J.A. Alonso, R. Martinez-Coronado, M.J. Martinez-Lope, M.T. Fernandez-Diaz, J. Appl. Phys. 109 (2011) 034907.

G.N. Mazo, S.N. Savvin, Solid State Ionics 175 (2004) 371.

D. Rupasov, A. Chroneos, D. Parfitt, J.A. Kilner, R.W. Grimes, S.Ya. Istomin, E.V. Antipov, Phys. Rev. B 79 (2009) 172102.

M. Born, J.E. Mayer, Z. Phys. 75 (1932) 1.

P.P. Ewald, Ann. Phys. 64 (1921) 253.

R.A. Buckingham, Proc. Royal Soc. London Series A, Math. Phys. Sci. 168 (1938) 264.

R.W. Grimes, D.J. Binks, A.B. Lidiard, Philos. Mag. A 72 (1995) 651.

R.W. Grimes, G. Busker, M.A. McCoy, A. Chroneos, J.A. Kilner, S. P. Chen, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 101 (1997) 1204.

M.R. Levy, C.R. Stanek, A. Chroneos, R.W. Grimes, Solid State Sci. 9 (2007) 588.

W. Smith, T.R. Forester, J. Mol. Graphics 14 (1996) 136.

S. Nose, J. Chem. Phys. 81 (1984) 511.

W.G. Hoover, Phys. Rev. A 31 91985) 1695.

D. Parfitt, A. Chroneos, J.A. Kilner, R.W. Grimes, Phys. Chem. Chem. Phys. 12 (2010) 6834.

A. Kushima, D. Parfitt, A. Chroneos, B. Yildiz, J.A. Kilner, R.W. Grimes, Phys. Chem. Chem. Phys. In press.
E.N. Naumovich, V.V. Kharton, J. Molec. Struct.: THEOCHEM 946 (2010) 57.

R. Sayers, R.A. De Souza, J.A. Kilner, S.J. Skinner, Solid State Ionics 181 (2010) 386.

C.N. Munnings, S.J. Skinner, G. Amow, P.S. Whitfield, I.J. Davidson, Solid State Ionics 176 (2005) 1895.

D. Parfitt, A. Chroneos, A. Tarancon, J.A. Kilner, J. Mater. Chem. In press. T. Norby, J. Mater. Chem. 11 (2001) 11.

I. Seymour, A. Chroneos, J.A. Kilner, R.W. Grimes unpublished results.