Este trabajo fue apoyado por el Centro HeteroFoaM, una frontera de la energía Centro de Investigación financiado por el Departamento de Energía de EE.UU., Oficina de Ciencia de la Oficina de Ciencias Básicas de la Energía (BES) con el premio número DE-SC0001061.

1. La fabricación de una celda de malla YSZ-embedded ánodo <ol><li> Pesar dos lotes de 0,2 g de polvo de YSZ. </li><li> Comprimir un lote de polvo YSZ en un molde de acero inoxidable cilíndrica (13 mm de diámetro) con una prensa uniaxial seco a una presión de 50 MPa durante 30 s. </li><li> Cortar un &lt;1-cm pieza de malla de Ni y lo coloca sobre la superficie de YSZ disco en el interior del molde. </li><li> Añadir el otro 0,2 g de polvo de YSZ sobre la parte superior de la malla de Ni-dentro del molde y aplanar la superficie del polvo usando un pistón. </li><li> Uniaxialmente presionar la malla de Ni intercalada entre paquetes de polvo YSZ a una presión de 300 MPa durante 30 segundos. </li><li> Extraer el prensado Ni / YSZ pellet del molde. </li><li> Disparar el sedimento a 1440 ° C durante 5 horas en un crisol de óxido de circonio con un horno de tubo horizontal con una atmósfera de gas que fluye la reducción (4% de H 2 / Ar bal.). </li></ol> 2. La exposición, Pulido y Modificación de electrodos de malla de Ni <ol><li> Mecánicoaliarse moler una cara de la muestra sinterizada YSZ 6 micras utilizando granalla de diamante hasta que la superficie de malla de Ni se revela. </li><li> Además pulir la superficie de Ni malla expuesta usando 3 micras, 1 micras y 0,1 micras de medios de diamante en una suspensión de agua glicol / etileno de aproximadamente 1 min a cada paso de pulido. </li><li> Ultrasónicamente limpiar la muestra pulida en acetona, etanol, y agua DI durante 10 min cada uno. </li><li> Se seca la muestra bajo una corriente de aire comprimido limpio. </li><li> Para malla de Ni con la resistencia creciente de coquización, el fuego de la muestra a 1.200 ° C durante 2 horas en atmósfera reductora en presencia de, pero no en contacto con, BaO polvo. </li></ol> 3. Preparación y ensayo electroquímico de células completas <ol><li> Cepillo de pintura de pasta de Ag en la superficie opuesta de la muestra YSZ de la Ni-malla para actuar como un contra-electrodo. </li><li> Conecte un cable en espiral Ag a la contra-electrodo con una pasta de plata. </li><li> Después de secar la pasta de Ag en la sample a 120 ° C en un horno durante 30 min, conectar un 0,2-mm de diámetro del alambre de Ag para la Ni-malla utilizando pasta de Ag en la punta. </li><li> Secar la muestra de nuevo a 120 ° C en un horno durante 30 min. </li><li> Sellar la celda (Ni malla hacia abajo) en la parte superior de un 3/8 pulgadas de tubo de cerámica accesorio celular usando Aremco Seal 552 (Ceramabond). </li><li> Permitir que el sellador se seque al aire durante 2-4 hr. </li><li> Conectar dos cables de plata aisladas para cada uno de los dos hilos de electrodo. </li><li> Montar el aparato celular en un horno tubular, conecte el aparato a una línea de gas y conectar los cables al equipo adecuado de pruebas electroquímica. </li><li> Comience a fluir ultra-alto grado de pureza (99,999%) H 2 de gas a través de la fijación de células a una velocidad de 50 sccm; el gas debe burbujear a través de agua a temperatura ambiente para humidificar el gas a 3% vol. H 2 O antes de entrar en el aparato celular. </li><li> Calentar el horno con la célula montado a 100 ° C durante 2 horas, seguido de 260 ° C durante 1 hora, y luego finalmente 800 ° Ca una velocidad de rampa de 1 ° C con continuó fluyendo de H 2 durante toda la calefacción para evitar la oxidación del electrodo de Ni. Las dos primeras etapas de calentamiento son para el curado del Ceramabond. </li><li> Mantenga la celda en el horno a 800 ° C durante 2 horas para permitir que el electrodo de Ag en contra de sinterización. </li><li> Se enfría la celda ligeramente a 767 ° C para la prueba de rendimiento electroquímico. </li><li> Después de la prueba, retirar cuidadosamente el aparato celular desde el horno de temple a temperatura ambiente sin dejar de fluir humidificado H 2. (PRECAUCIÓN: Use PPE apropiado para el manejo de cerámica extremadamente calientes, tales como guantes térmicos y colchonetas) </li><li> Separar la célula desde el dispositivo de sujeción para post-caracterización desconectando los cables de los electrodos y separando cuidadosamente la celda desde la que el sellador Ceramabond. </li></ol> * La Figura 1 presenta un esquema de la celda de malla YSZ-embedded Ni, junto con una fotografía típica y micrografía óptica de la incrustadomalla. * Para nuestras investigaciones, las células se caracterizaron electroquímicamente con un potenciostato EG &amp; G PAR (modelo 273A) acoplado con un Solartron 1255 analizador de respuesta de frecuencia usando HF CorrWare y ZPlot softwares (Scribner y Asociados). Voltametría de barrido lineal y amperometría de tensión constante se utilizaron para caracterizar el rendimiento de células, y los espectros de impedancia se adquirieron en la gama de frecuencias de 100 kHz a 0,1 Hz con una amplitud de 10 mV. Para el estudio de envenenamiento por azufre, una mezcla de gas certificado de 100 ppm H 2 S en H 2 se mezcló en la corriente de gas combustible puro con H 2 para obtener un 20 ppm H 2 S / H 2 mezcla. 4. Post-test Mapping Spectromicroscopic Raman <ol><li> Coloque la muestra de células con el ánodo de malla mirando hacia arriba sobre la placa de microscopio Raman etapa con cinta o adhesivo para evitar el movimiento de la muestra durante el análisis Raman. </li><li> Utilice la platina del microscopio y XYZ alocalizar un límite de interfase entre la malla de Ni y sustrato YSZ. </li><li> Llevar el láser enfocado al cambiar los filtros de microscopio y ajustar finamente la coordenada Z de la etapa. </li><li> Ajuste el espectrómetro Raman para obtener espectros en los nodos de una malla rectangular que cubre la zona de la interfaz con intervalos de 2 micras que separan los nodos. Los espectros debería estar centrada alrededor del número de onda (s) correspondiente al modo de Raman (s) de la especie o de fase (s) de interés. En este caso, 980 cm -1 se elige para x SO. </li><li> Para cada espectro, integrar la intensidad a través del modo de Raman (s) de interés y dividir la intensidad de una línea de base plana con el mismo espectro. La intensidad relativa puede entonces ser trazados en un mapa de contorno / color con respecto a sus coordenadas. </li></ol> Raman spectromicroscopy se realizó con un sistema Renishaw RM1000 equipado con un Modu-Laser StellarPro 514 nm láser de ion Ar-(5 mW) y una Thorlabs HRP170 633 nm láser He-Ne (17 mW). El sistema está equipado con una etapa motorizada XYZ (Prior Scientific H101RNSW) y una lente de objetivo 50X, que en conjunto permiten ~ 2 resolución de mapeo de micras. Renishaw alambre de 2,0 software fue usado en conjunción con el hardware. Los datos fueron procesados ​​utilizando MATLAB (The MathWorks). 5. Seguimiento En Raman in situ de coque 8 <ol><li> Adjuntar una muestra YSZ-embedded Ni malla a la etapa de la cámara Raman con una pasta de Ag con la malla hacia arriba. </li><li> Calentar la cámara abierta a 300 ° C durante 1 hora para secar y eliminar la pasta de Ag medio de suspensión. </li><li> Cierre la tapa de la cámara de Raman y pegarla en la platina del microscopio Raman. Usa el microscopio para localizar una interfaz de Ni / YSZ como se describe en el Protocolo de 4,2. </li><li> Comience fluyendo 4% de H 2 / Ar gas humidificado por burbujeo del agua a través de la cámara a aproximadamente 100 sccm. </li><li> Se calienta la cámara de Raman a 625 ° C. </li><li> Llevar el láser en el focoy recoger las exploraciones de línea de base Raman de puntos en la malla de Ni y sustrato YSZ en el rango de 150-2000 cm -1. </li><li> Introducir 3-5% C 3 H 8 en el flujo de gas y recoger los espectros Raman de la Ni a intervalos regulares mientras que el gas está fluyendo a observar la deposición de carbono en la superficie en el tiempo (por ejemplo, 15 horas). </li><li> Enfriar la muestra lentamente (5 ° C / min) en un flujo de 4% de H 2 / Ar. </li></ol> * El análisis de Raman in situ se realizó con una costumbre modificado con Harrick Científico de alta temperatura de la cámara de reacción chamber.The está equipada con una tapa de ventana de cuarzo, las conexiones de gas, y una línea de refrigeración. Un esquema y la fotografía se proporciona en la Figura 2. PRECAUCIÓN: El agua de refrigeración se debe utilizar para proteger el microscopio óptico en el sistema Raman de calefacción! 6. Visualización de Nanoescala de coque por AFM y EFM <ol><li> Polish una cara de un 1 cm x 1 mm de reducción níquel cuadrado hasta el grado de 0,1 micras como se describe en el Protocolo de 2,2. </li><li> En un tubo de cuarzo revestido de horno, exponer el cupón níquel pulido de la que fluye el gas que contiene 10% de C 3 H 8 equilibrada por Ar a 550 ° C durante 1 min, el gas debe ser burbujeado a través de agua a temperatura ambiente para humidificar el gas a 3 % vol. H 2 O antes de entrar en el tubo de cuarzo. </li><li> Retirar la muestra del horno. Inspeccionar la morfología de la superficie por microscopía óptica y SEM. </li><li> Montar la muestra en un disco de metal con cinta de cobre conductora de AFM y estudio EFM. </li><li> Se recoge una imagen morfología usando AFM en modo de contacto intermitente. </li><li> Instale un n-tipo silicio basado en AFM punta (NSC16) o un conductor de punta AFM (CSC11/Cr-Au) en el soporte eléctrico (MMEFCH). </li><li> Busque en la superficie de la muestra en el &quot;Modo Lift&quot;, en la que el primer consejo recopila la información topográfica en su primer viaje a través de la superficie de la muestra y thsentidos es El ángulo de fase en su segundo viaje para obtener información fuerza electrostática. Establecer la altura de elevación inicialmente a 100 nm, y gradualmente disminuye a aproximadamente el mismo valor de la rugosidad de la superficie (20-30 nm). </li><li> A través de una interfaz clara entre la región de coque y limpia de la superficie de níquel, se recoge una serie de linescans EFM mientras se cambia el sesgo de la muestra. </li><li> Mediante la comparación de los linescans EFM a diferentes potenciales de polarización de la muestra, determinar la tensión en el que el contraste ángulo de fase da la vuelta 21. </li><li> Recoger una imagen con un sesgo en la muestra que es wrt 1-2V negativo del punto de conmutación, y otra imagen con sesgo de la muestra que es wrt 1-2V positivo del punto de conmutación. </li><li> Mediante la comparación de la imagen de la topografía, y los dos conjuntos de imágenes de EFM a sesgos de muestreo diferentes, obtener un mapa de distribución de la fase de carbono y níquel en la muestra. * Para los análisis de nuestros SPM, un Nanoscope Veeco IIIA sistema se utilizó. Un esquema del principio de funcionamiento del análisis EFM23, 24 se muestra en la Figura 3. </li></ol>

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	<li>Minh, N. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid+oxide+fuel+cell+technology-features+and+applications.">Solid oxide fuel cell technology-features and applications.</a> Solid State Ionics. 174 (1-4), 271 (2004).</li><li>Liu, M., Lynch, M. E., Blinn, K., Alamgir, F., Choi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+SOFC+material+design:+new+advances+and+tools.">Rational SOFC material design: new advances and tools.</a> Materials today. 14 (11), 534 (2011).</li><li>Zhan, Z. L., Barnett, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+octane-fueled+solid+oxide+fuel+cell.">An octane-fueled solid oxide fuel cell.</a> Science. 308, 844 (2005).</li><li>Huang, Y. H., Dass, R. I., Xing, Z. L., Goodenough, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+perovskites+as+anode+materials+for+solid+oxide+fuel+cells.">Double perovskites as anode materials for solid oxide fuel cells.</a> Science. 312, 254 (2006).</li><li>Yang, L., Wang, S., Blinn, K., Liu, M., Liu, Z., Cheng, Z., Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Sulfur+and+Coking+Tolerance+of+a+Mixed+Ion+Conductor+for+SOFCs:+BaZr0.1Ce0.7Y0.2-xYbxO3-d.">Enhanced Sulfur and Coking Tolerance of a Mixed Ion Conductor for SOFCs: BaZr0.1Ce0.7Y0.2-xYbxO3-d.</a> Science. 326, 126 (2009).</li><li>Liu, M. F., Choi, Y. M., Yang, L., Blinn, K., Qin, W., Liu, P., Liu, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+octane+fuel+cells:+A+promising+power+for+transportation.">Direct octane fuel cells: A promising power for transportation.</a> Nano Energy. 1, 448 (2012).</li><li>Cheng, Z., Wang, J. -. H., Choi, Y. M., Yang, L., Lin, M. C., Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Ni-YSZ+to+sulfur-tolerant+anodes+for+SOFCs:+electrochemical+behavior,+in+situ+characterization,+modeling,+and+future+perspectives.">From Ni-YSZ to sulfur-tolerant anodes for SOFCs: electrochemical behavior, in situ characterization, modeling, and future perspectives.</a> Energy &amp; Environmental Science. 4 (11), 4380 (2011).</li><li>Blinn, K. S., Abernathy, H. W., Li, X., Liu, M. F., Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopic+monitoring+of+carbon+deposition+on+hydrocarbon-fed+solid+oxide+fuel+cell+anodes.">Raman spectroscopic monitoring of carbon deposition on hydrocarbon-fed solid oxide fuel cell anodes.</a> Energy &amp; Environmental Science. 5, 7913 (2012).</li><li>Abernathy, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Investigations of Gas/Electrode Interactions in Solid Oxide Fuel Cells Using Vibrational Spectroscopy [dissertation]. , (2008).</li><li>Pomfret, M. B., Owrutsky, J. C., Walker, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-temperature+Raman+spectroscopy+of+solid+oxide+fuel+cell+materials+and+processes.">High-temperature Raman spectroscopy of solid oxide fuel cell materials and processes.</a> Journal of Physical Chemistry B. 110 (35), 17305 (2006).</li><li>Cheng, Z., Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+sulfur+poisoning+of+Ni-YSZ+anodes+for+solid+oxide+fuel+cells+using+in+situ+Raman+microspectroscopy.">Characterization of sulfur poisoning of Ni-YSZ anodes for solid oxide fuel cells using in situ Raman microspectroscopy.</a> Solid State Ionics. 178 (13-14), 925 (2007).</li><li>Li, X., Blinn, K., Fang, Y., Liu, M., Mahmoud, M. A., Cheng, S., Bottomley, L. A., El-Sayed, M., Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+surface+enhanced+Raman+spectroscopy+to+the+study+of+SOFC+electrode+surfaces.">Application of surface enhanced Raman spectroscopy to the study of SOFC electrode surfaces.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 14, 5919 (2012).</li><li>Dresselhaus, M. S., Jorio, A., Hofmann, M., Dresselhaus, G., Saito, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspectives+on+Carbon+Nanotubes+and+Graphene+Raman+Spectroscopy.">Perspectives on Carbon Nanotubes and Graphene Raman Spectroscopy.</a> Nano Letters. 10, 751 (2010).</li><li>Su, C., Ran, R., Wang, W., Shao, Z. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coke+formation+and+performance+of+an+intermediate-temperature+solid+oxide+fuel+cell+operating+on+dimethyl+ether+fuel.">Coke formation and performance of an intermediate-temperature solid oxide fuel cell operating on dimethyl ether fuel.</a> Journal of Power Sources. 196, 1967 (2011).</li><li>Cheng, Z., Abernathy, H., Raman Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopy+of+Nickel+Sulfide+Ni3S2.">Spectroscopy of Nickel Sulfide Ni3S2.</a> Journal of Physical Chemistry C. 111 (49), 17997 (2007).</li><li>Yang, L., Choi, Y., Qin, W., Chen, H., Blinn, K., Liu, M., Liu, P., Bai, J., Tyson, T. A., Liu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Promotion+of+water-mediated+carbon+removal+bynanostructured+barium+oxide/nickel+interfaces+in+solid+oxide+fuel+cells.">Promotion of water-mediated carbon removal bynanostructured barium oxide/nickel interfaces in solid oxide fuel cells.</a> Nature Communications. 2, 357 (2011).</li><li>Kumar, A., Ciucci, F., Morzovska, A., Kalinin, S., Jesse, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+oxygen+reduction/evolution+reactions+on+the+nanoscale.">Measuring oxygen reduction/evolution reactions on the nanoscale.</a> Nature Chemistry. 3, 707 (2011).</li><li>Kumar, A., Arruda, T. M., Kim, Y., Ivanov, I. N., Jesse, S., Bark, C. W., Bristowe, N. C., Artacho, E., Littlewood, P. B., Eom, C. B., Kalinin, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+Surface+and+Bulk+Electrochemical+Processes+on+the+LaAlO3-SrTiO3+Interface.">Probing Surface and Bulk Electrochemical Processes on the LaAlO3-SrTiO3 Interface.</a> ACS Nano. 6 (5), 3841 (2012).</li><li>Katsiev, K., Yildiz, B., Balasubramaniam, K., Salvador, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+Tunneling+Characteristics+on+La0.7Sr0.3MnO3+Thin-Film+Surfaces+at+High+Temperature.">Electron Tunneling Characteristics on La0.7Sr0.3MnO3 Thin-Film Surfaces at High Temperature.</a> Applied Physics Letters. 95 (9), 092106 (2009).</li><li>Jesse, S., Kumar, A., Arruda, T. M., Kim, Y., Kalinin, S. V., Ciucci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+strain+microscopy:+Probing+ionic+and+electrochemical+phenomena+in+solids+at+the+nanometer+level.">Electrochemical strain microscopy: Probing ionic and electrochemical phenomena in solids at the nanometer level.</a> MRS Bulletin. 37 (7), 651-65 (2012).</li><li>Datta, S. S., Strachan, D. R., Mele, E. J., Johnson, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Layers+and+Layer+Charge+Distributions+in+Few-Layer+Graphene+Films.">Surface Layers and Layer Charge Distributions in Few-Layer Graphene Films.</a> Nano Letters. 9, 7 (2009).</li><li>Coffey, D. C., Ginger, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+electrostatic+force+microscopy+of+polymer+solar+cells.">Time-resolved electrostatic force microscopy of polymer solar cells.</a> Nature Materials. 5 (9), 735 (2006).</li><li>Nakamura, M., Yamada, H., Morita, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Roadmap of Scanning Probe Microscopy. , (2007).</li><li>Girard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrostatic+force+microscopy:+principles+and+some+applications+to+semiconductors.">Electrostatic force microscopy: principles and some applications to semiconductors.</a> Nanotechnology. 12, 485 (2001).</li><li>Rasmussen, J. F. B., Hagen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+H2S+on+the+performance+of+Ni-YSZ+anodes+in+solid+oxide+fuel+cells.">The effect of H2S on the performance of Ni-YSZ anodes in solid oxide fuel cells.</a> Journal of Power Sources. 191 (2), 534 (2009).</li><li>Zha, S. W., Cheng, Z., Liu, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfur+poisoning+and+regeneration+of+Ni-based+anodes+in+solid+oxide+fuel+cells.">Sulfur poisoning and regeneration of Ni-based anodes in solid oxide fuel cells.</a> Journal of The Electrochemical Society. 154 (2), B201 (2007).</li><li>Liu, M. F., Ding, D., Blinn, K., Li, X., Nie, L., Liu, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+performance+of+LSCF+cathode+through+surface+modification.">Enhanced performance of LSCF cathode through surface modification.</a> International Journal of Hydrogen Energy. 37 (10), 8613 (2012).</li><li>Park, H., Li, X., Blinn, K. S., Liu, M., Lai, S., Bottomley, L. A., Liu, M., Park, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+coking+resistance+from+nanoscale:+a+study+of+patterned+BaO+nanorings+over+nickel+surface.">Probing coking resistance from nanoscale: a study of patterned BaO nanorings over nickel surface.</a> , (2012).</li></ol>

No hay conflictos de interés declarado.

Análisis de envenenamiento por azufre Los espectros de impedancia se muestra en la Figura 5 indican que el envenenamiento por azufre es una superficie o fenómeno interfacial en lugar de uno que afecta a la mayor parte del material. Específicamente, el envenenamiento rápido del electrodo de malla de Ni (Figura 6) podría resultar de la exposición directa del electrodo de Ni para el gas combustible y posterior adsorción de azufre; difusión de gas no limita...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo / material </td><td> Empresa </td><td> Número de Catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Níquel malla </td><td> Alfa Aesar </td><td> CAS: 7440-02-0 </td><td></td></tr><tr><td> Ni Foil </td><td> Alfa Aesar </td><td> CAS: 7440-02-0 </td><td></td></tr><tr><td> Polvo YSZ </td><td> TOSOH </td><td> Lote N º: S800888B </td><td></td></tr><tr><td> Ag pasta </td><td> Heraeus </td><td> C8710 </td><td></td></tr><tr><td> Óxido de bario </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 1304-28-5 </td><td></td></tr><tr><td> Alambre de plata </td><td> Alfa Aesar </td><td> 7440-22-4 </td><td></td></tr><tr><td> Acetona </td><td> VWR </td><td> 67-64-1 </td><td></td></tr><tr><td> Etanol </td><td> Alfa Aesar </td><td> 64-17-5 </td><td&gt; </td></tr><tr><td> UHP H 2 </td><td> Airgas </td><td></td><td> 99,999% de pureza </td></tr><tr><td> 100 ppm H 2 S / H 2 </td><td> Airgas </td><td></td><td> Certificado mezcla personalizada </td></tr><tr><td> tipo n Si AFM punta </td><td> MikroMasch </td><td> NSC16 </td><td> 10 nm radio de la punta </td></tr><tr><td> Au revestido punta del AFM </td><td> MikroMasch </td><td> CSC11/Au/Cr </td><td> 20-30 nm radio de la punta </td></tr><tr><td> Espectrómetro Raman </td><td> Renishaw </td><td> RM1000 </td><td></td></tr><tr><td> Ar láser de iones </td><td> ModuLaser </td><td> StellarPro 150 </td><td></td></tr><tr><td> Láser He-Ne </td><td> Thorlabs </td><td> HPL170 </td><td></td></tr><tr><td> Microscopio de Fuerza Atómica </td><td> Veeco </td><td> Nanoscope IIIA </td><td></td></tr><tr><td> Moving Stage Raman </td><td> Prior Scientific </td><td> H101RNSW </td><td></td></tr><tr><td> Microscopio Óptico </td><td> Leica </td><td> DMLM </td><td></td></tr><tr><td> Microscopio Electrónico de Barrido </td><td> LEO </td><td> 1550 </td><td></td></tr><tr><td> Tubo del horno </td><td> Aplicada Sistemas de Prueba </td><td> 2110 </td><td></td></tr><tr><td> Pulidor </td><td> Allied High Tech Productos </td><td> MetPrep </td><td></td></tr><tr><td> 6 micras medios de molienda </td><td> Allied High Tech Productos </td><td> 50-50040M </td><td></td></tr><tr><td> 3 Medios de pulido micras </td><td> Allied High Tech Productos </td><td> 90-30020 </td><td></td></tr><tr><td> 1 Medios de pulido micras </td><td> Allied High Tech Productos </td><td> 90-30015 </td><td></td></tr><tr><td> 0,1 micras medios de pulido </td><td> Allied High Tech Productos </td><td> 90-32000 </td><td></td></tr><tr><td> Raman cámara </td><td> Harrick Científico </td><td> HTRC </td><td></td></tr></tbody></table>

probing and mapping electrode surfaces in solid oxide fuel cells

Sólido células de combustible de óxido (SOFC) son potencialmente la solución más eficiente y rentable para la utilización de una gran variedad de combustibles más allá del hidrógeno 1-7. El rendimiento de SOFC y los tipos de los muchos procesos químicos y de transformación de energía en el almacenamiento de energía y dispositivos de conversión en general se limitan principalmente por la carga y la transferencia de masa a lo largo de superficies de los electrodos y a través de interfaces. Desafortunadamente, la comprensión mecanicista de estos procesos que aún falta, debido en gran parte a la dificultad de caracterizar estos procesos bajo condiciones in situ. Esta brecha de conocimiento es el principal obstáculo a la comercialización SOFC. El desarrollo de herramientas para el mapeo de sondaje y químicas de superficie correspondientes a las reacciones de los electrodos es de vital importancia para desentrañar los mecanismos de los procesos de superficie y al logro de diseño racional de nuevos materiales de electrodos para el almacenamiento de energía más eficiente y conversión 2. Entre los pocos relativamente in situ &lt;/ Em&gt; Métodos de análisis de superficie, la espectroscopia Raman se puede realizar incluso con altas temperaturas y ambientes hostiles, lo que es ideal para la caracterización de los procesos químicos relevantes para el desempeño ánodo y SOFC degradación 8-12. También se puede utilizar junto con las mediciones electroquímicas, permitiendo potencialmente correlación directa de la electroquímica a la química de superficie en una célula de operación. Adecuada en mediciones in situ de mapeo Raman sería útil para pin-señalando importantes mecanismos de reacción en el ánodo debido a su sensibilidad a las especies pertinentes, incluyendo la degradación del rendimiento del ánodo a través de la deposición de carbono 8, 10, 13, 14 (&quot;coque&quot;) y el envenenamiento de azufre 11, 15 y la manera en que modificaciones de la superficie evitar esta degradación 16. El presente trabajo demuestra un progreso significativo hacia esta capacidad. Además, la familia de microscopía de sonda de barrido (SPM) técnicas proporciona un enfoque especial para interrogar a la electrode superficie con resolución nanométrica. Además de la topografía de la superficie que se recogen habitualmente por AFM y STM, otras propiedades tales como estados electrónicos locales, coeficiente de difusión de iones y el potencial de superficie también pueden ser investigados 17-22. En este trabajo, las medidas electroquímicas, espectroscopia Raman, y SPM se utiliza en conjunción con una novedosa plataforma electrodo de prueba que consta de un electrodo de malla de Ni incrustado en una zirconia estabilizada con itria (YSZ) electrolito. Ensayo de célula rendimiento y la espectroscopía de impedancia bajo de combustible que contiene H 2 S se caracterizó, y el mapeo Raman fue usado para elucidar adicionalmente la naturaleza de envenenamiento por azufre. En la vigilancia de Raman in situ se utilizó para investigar el comportamiento de coquización. Finalmente, microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía de fuerza electrostática (EFM) fueron utilizados para visualizar adicionalmente la deposición de carbono en la nanoescala. A partir de esta investigación, deseamos producir una imagen más completa del ánodo SOFC.

Análisis de envenenamiento por azufre Se muestra en la figura 4 son curvas típicas IV e IP de una célula con un electrodo de malla de Ni en H 2 y la condición 20 ppm H 2 S. Claramente, la introducción de incluso sólo unas pocas ppm de H 2 S pueden envenenar el ánodo de Ni-YSZ y causar degradación del rendimiento considerable. Con el fin de entender con mayor intensidad el comportamiento envenenamiento del án...

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Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Se presenta una plataforma única para la caracterización de superficies de los electrodos en pilas de óxido sólido (SOFC) que permite la realización simultánea de múltiples técnicas de caracterización (<em&gt; Por ejemplo, in situ</em&gt; Espectroscopia Raman y microscopía de sonda junto con las mediciones electroquímicas). Información complementaria a partir de estos análisis puede ayudar a avanzar hacia una comprensión más profunda de la reacción del electrodo y los mecanismos de degradación, y proporciona información en el diseño racional de mejores materiales para pilas SOFC.

Sondeo y Cartografía superficies de los electrodos en pilas de óxido sólido

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

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15.8K vistas.  Georgia Institute of Technology. Se presenta una plataforma única para la caracterización de superficies de los electrodos en pilas de óxido sólido (SOFC) que permite la realización simultánea de múltiples técnicas de caracterización ( Por ejemplo, in situ Espectroscopia Raman y microscopía de sonda junto con las mediciones electroquímicas). Información complementaria a partir de estos análisis puede ayudar a avanzar hacia una comprensión más profunda de la reacción del ele...

Video: Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

La fabricación de nano-ingeniería óxidos conductores transparentes por deposición por láser pulsado

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Investigación

Ingeniería

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

La escritura y la caracterización de baja temperatura de óxido de Nanoestructuras

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently more difficult than measuring the flow of a transparent fluid, since optical methods are not applicable. Ultrasound can be used to measure the velocity of an opaque fluid, not only at isolated points, but at hundreds or thousands of points arrayed along lines, with good temporal resolution. When applied to a liquid metal electrode, ultrasound velocimetry involves additional challenges: high temperature, chemical activity, and electrical conductivity. Here we describe the experimental apparatus and methods that overcome these challenges and allow the measurement of flow in a liquid metal electrode, as it conducts current, at operating temperature. Temperature is regulated within &#177;2 &#176;C using a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller that powers a custom-built furnace. Chemical activity is managed by choosing vessel materials carefully and enclosing the experimental setup in an argon-filled glovebox. Finally, unintended electrical paths are carefully prevented. An automated system logs control settings and experimental measurements, using hardware trigger signals to synchronize devices. This apparatus and these methods can produce measurements that are impossible with other techniques, and allow optimization and control of electrochemical technologies like liquid metal batteries.

Ultrasound velocimetry is used to study mixing by fluid flow in liquid metal electrodes. The focus of this manuscript is to illustrate the methods used for making precise, spatially-resolved ultrasound measurements while limiting oxidation and controlling and monitoring temperature, applied current, and the heater power being supplied.

Ultrasonido de medición de velocidad en un metal líquido Electrodo

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently ...

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs along the interface between the fuel and core materials. Simultaneously, dynamic changes in thermal and chemical potentials across the micro/nanostructured materials result in concomitant electrical energy generation induced by charge transfer in the form of a high-output voltage pulse. We demonstrate the entire procedure of a thermopower wave experiment, from synthesis to evaluation. Thermal chemical vapor deposition and the wet impregnation process are respectively employed for the synthesis of a multi-walled carbon nanotube array and a hybrid composite of picric acid/sodium azide/multi-walled carbon nanotubes. The prepared hybrid composites are used to fabricate a thermopower wave generator with connecting electrodes. The combustion of the hybrid composite is initiated by laser heating or Joule-heating, and the corresponding combustion propagation, direct electrical energy generation, and real-time temperature changes are measured using a high-speed microscopy system, an oscilloscope, and an optical pyrometer, respectively. Furthermore, the crucial strategies to be adopted in the synthesis of hybrid composite and initiation of their combustion that enhance the overall thermopower wave energy transfer are proposed.

A protocol for conducting thermopower wave experiments is presented. The synthesis of hybrid composites of a chemical fuel and micro/nanostructured material, manufacturing of a thermopower wave generator, and methods for measuring the corresponding physical phenomena are described.

Preparación y Evaluación de composites híbridos de combustible químico y Multi-amurallada nanotubos de carbono en el Estudio de thermopower Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

Non-aqueous Electrode Processing and Construction of Lithium-ion Coin Cells

Research into new and improved materials to be utilized in lithium-ion batteries (LIB) necessitates an experimental counterpart to any computational analysis. Testing of lithium-ion batteries in an academic setting has taken on several forms, but at the most basic level lies the coin cell construction. In traditional LIB electrode preparation, a multi-phase slurry composed of active material, binder, and conductive additive is cast out onto a substrate. An electrode disc can then be punched from the dried sheet and used in the construction of a coin cell for electrochemical evaluation. Utilization of the potential of the active material in a battery is critically dependent on the microstructure of the electrode, as an appropriate distribution of the primary components are crucial to ensuring optimal electrical conductivity, porosity, and tortuosity, such that electrochemical and transport interaction is optimized. Processing steps ranging from the combination of dry powder, wet mixing, and drying can all critically affect multi-phase interactions that influence the microstructure formation. Electrochemical probing necessitates the construction of electrodes and coin cells with the utmost care and precision. This paper aims at providing a step-by-step guide of non-aqueous electrode processing and coin cell construction for lithium-ion batteries within an academic setting and with emphasis on deciphering the influence of drying and calendaring.

Non-aqueous electrode processing is central to the construction of coin cells and the evaluation of new electrode chemistries for lithium-ion batteries. A step-by-step guide to the basic practices needed as an electrochemical engineer working with batteries in an academic experimental setting is furnished.

Procesamiento de electrodos no acuoso y Construcción de células de iones de litio de la moneda

Research into new and improved materials to be utilized in lithium-ion batteries (LIB) necessitates an experimental counterpart to any computational ...

Combustion Characterization and Model Fuel Development for Micro-tubular Flame-assisted Fuel Cells

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power generation and micro combustion as well as development in fuel cell research has created new means of power generation that combine solid oxide fuel cells with open flames and combustion exhaust. Instead of relying upon the heat of combustion, these solid oxide fuel cell systems rely on reforming of the fuel via combustion to generate syngas for electrochemical power generation. Procedures were developed to assess the combustion by-products under a wide range of conditions. While theoretical and computational procedures have been developed for assessing fuel-rich combustion exhaust in these applications, experimental techniques have also emerged. The experimental procedures often rely upon a gas chromatograph or mass spectrometer analysis of the flame and exhaust to assess the combustion process as a fuel reformer and means of heat generation. The experimental techniques developed in these areas have been applied anew for the development of the micro-tubular flame-assisted fuel cell. The protocol discussed in this work builds on past techniques to specify a procedure for characterizing fuel-rich combustion exhaust and developing a model fuel-rich combustion exhaust for use in flame-assisted fuel cell testing. The development of the procedure and its applications and limitations are discussed.

A protocol for creating a model fuel-rich combustion exhaust is developed through combustion characterization and is applied for micro-tubular flame-assisted fuel cell testing and research.

Caracterización y la combustión de combustible Modelo de Desarrollo para la Micro-tubulares de llama con ayuda de Pilas de Combustible

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power ...

Preparation of Janus Particles and Alternating Current Electrokinetic Measurements with a Rapidly Fabricated Indium Tin Oxide Electrode Array

This article provides a simple method to prepare partially or fully coated metallic particles and to perform the rapid fabrication of electrode arrays, which can facilitate electrical experiments in microfluidic devices. Janus particles are asymmetric particles that contain two different surface properties on their two sides. To prepare Janus particles, a monolayer of silica particles is prepared by a drying process. Gold (Au) is deposited on one side of each particle using a sputtering device. The fully coated metallic particles are completed after the second coating process. To analyze the electrical surface properties of Janus particles, alternating current (AC) electrokinetic measurements, such as dielectrophoresis (DEP) and electrorotation (EROT)- which require specifically designed electrode arrays in the experimental device- are performed. However, traditional methods to fabricate electrode arrays, such as the photolithographic technique, require a series of complicated procedures. Here, we introduce a flexible method to fabricate a designed electrode array. An indium tin oxide (ITO) glass is patterned by a fiber laser marking machine (1,064 nm, 20 W, 90 to 120 ns pulse-width, and 20 to 80 kHz pulse repetition frequency) to create a four-phase electrode array. To generate the four-phase electric field, the electrodes are connected to a 2-channel function generator and to two invertors. The phase shift between the adjacent electrodes is set at either 90&#176; (for EROT) or 180&#176; (for DEP). Representative results of AC electrokinetic measurements with a four-phase ITO electrode array are presented.

In this article, a simple method to prepare partially or fully coated metallic particles and to perform AC electrokinetic property measurements with a rapidly fabricated indium tin oxide (ITO) electrode array is demonstrated.

Preparación de partículas de Janus y mediciones electrocinéticas de corriente alterna con una matriz de electrodos de óxido de estaño de índices fabricados rápidamente

This article provides a simple method to prepare partially or fully coated metallic particles and to perform the rapid fabrication of electrode arrays, ...

Experimental Methods for Spin- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy Combined with Polarization-Variable Laser

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser (laser-SARPES), and demonstrate a power of this technique for studying solid state physics. Laser-SARPES achieves two great capabilities. Firstly, by examining orbital selection rule of linearly polarized lasers, orbital selective excitation can be carried out in SAPRES experiment. Secondly, the technique can show full information of a variation of the spin quantum axis as a function of the light polarization. To demonstrate the power of the collaboration of these capabilities in laser-SARPES, we apply this technique for the investigations of spin-orbit coupled surface states of Bi2Se3. This technique affords to decompose spin and orbital components from the spin-orbit coupled wavefunctions. Moreover, as a representative advantage of using the direct spin detection collaborated with the polarization-variable laser, the technique unambiguously visualizes the light polarization dependence of the spin quantum axis in three-dimension. Laser-SARPES dramatically increases a capability of photoemission technique.

Here, we combine polarization-variable 7-eV laser with spin- and angle-resolved photoemission technique to visualize the spin-orbital coupling effect in solid states.

Métodos experimentales para el giro y ángulo resuelto fotoemisión espectroscopia combinan con láser de polarización Variable

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in industry. The wettability of the produced surface was analyzed by bouncing drop experiments and the topography was analyzed by confocal microscopy. In addition, we show various methodologies to measure its durability and anti-icing properties. Superhydrophobic surfaces hold a special texture that must be preserved to keep their water-repellency. To fabricate durable surfaces, we followed two strategies to incorporate a resistant texture. The first strategy is a direct incorporation of roughness to the metal substrate by acid etching. After this surface texturization, the surface energy was decreased by silanization or fluoropolymer deposition. The second strategy is the growth of a ceria layer (after surface texturization) that should enhance the surface hardness and corrosion resistance. The surface energy was decreased with a stearic acid film.
The durability of the superhydrophobic surfaces was examined by a particle impact test, mechanical wear by lateral abrasion, and UV-ozone resistance. The anti-icing properties were explored by studying the ability to repeal subcooled water, freezing delay, and ice adhesion.

We illustrate several methodologies to produce superhydrophobic metal surfaces and to explore their durability and anti-icing properties.

Fabricación de superficies metálicas superhidrófobos para aplicaciones anti-hielo

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...