środowiskowe seminarium fizyki ciała stałego - ACMiN

ŚRODOWISKOWE SEMINARIUM
FIZYKI CIAŁA STAŁEGO
dr inż. Grzegorz Brus
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw
Trójwymiarowa analiza lokalnych zmian mikrostruktury w stosie ogniw
paliwowych typu SOFC
Ogniwo paliwowe typu SOFC składa się z dwóch elektrod, anody i katody, oddzielonych przewodzącym jony tlenu stało-tlenkowym elektrolitem. Typowym
materiałem anodowym jest cermet niklowy. Anoda ogniwa paliwowego ze stało-tlenkowym elektrolitem cechuje się bardzo skomplikowaną morfologią
mikrostruktury. Każdy z elementów anody pełni niezwykle istotne funkcje w transporcie masy, ciepła oraz ładunku. Nikiel zapewnia transport elektronów, tlenek
cyrkonu ZrO2 stabilizowany tlenkiem itru Y2O3 zapewnia transport jonów tlenu, natomiast pory zapewniają gazom dostęp do miejsca reakcji. Elektrochemiczna
konwersja paliwa może zajść jedynie na granicy trzech faz: przewodnika elektronowego, przewodnika jonowego oraz porów. Długość granicy trzech faz na
jednostkę objętości (z ang. Triple Phase Boundary TPB), jest niezwykle istotnym parametrem mikrostruktury anody. W literaturze przedmiotu istnieje
proporcjonalna zależność pomiędzy długością granicy trzech faz a prądem wytwarzanym na anodzie. Jednakże testy elektrochemiczne wykazały, iż podczas
długotrwałej pracy stosu ogniw typu SOFC, mimo znaczącego spadku TPB, moc ogniwa nieznacznie wzrosła. W referacie przedstawione zostaną wyniki badań
mikrostrukturalnych przy użyciu tomografii elektronowej FIB-SEM, połączonej z trójwymiarową rekonstrukcją mikrostruktury oraz z symulacją numeryczną.
Badania te wskazały, iż w stosie nastąpiły zmiany mikrostruktury, które rekompensują spadek długości granicy trzech faz. W przyszłości badania mogą przyczynić
się do budowy trwalszych i odpornych na zużycie stosów ogniw paliwowych.
środa, 26 października 2016, godz. 9:00
budynek D-16 (ACMiN AGH) ul. Kawiory 30
II piętro, sala 1.02A