Name: development and validation of chromium getters for solid oxide fuel cell power systems
Uploaded: 2019-05-26T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development and Validation of Chromium Getters for Solid Oxide Fuel Cell Power Systems at JoVE.com

Авторы признают финансовую поддержку министерства энергетики США (US DOE) в рамках федерального гранта DE-FE-0023385. Техническая дискуссия с докторами Рин Берк и Шайлеш Вора (Национальная лаборатория энергетических технологий) с благодарностью признается. Д-р Амит Pandey (LG топливных ячеек, Кантон OH), Джефф Стивенсон и Мэтт Чоу (Тихоокеанский Северо-Западной национальной лаборатории, Ричленд WA) признаются за их помощь с долгосрочной проверки теста производительности getters. Авторы признают Университет Коннектикута за оказание лабораторной поддержки. Д-р Личун Чжан и г-жа Чиин Лян признаны для технического обсуждения и помощи в экспериментах.

1. Синтез хрома геттера
<ol><li>Синтезировать порошок прекурсора с использованием щелочной земли и переходных солей оксида металла через обычный маршрут синтеза coprecipitation, как показано на рисунке 116.<ol>
<li>Подготовьте стоковое раствор с использованием 50,33 г нитр...

<ol>
	<li>Singh, P., 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+cells:+Technology+status.">Solid oxide fuel cells: Technology status.</a> International Journal of Applied Ceramic Technology. 1, 5-15 (2005).</li><li>Stambouli, A. B., Traversa, E. <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+cells+(SOFCs):+a+review+of+an+environmentally+clean+and+efficient+source+of+energy.">Solid oxide fuel cells (SOFCs): a review of an environmentally clean and efficient source of energy.</a> Renewable &#38; Sustainable Energy Reviews. 6, 433-455 (2002).</li><li>Mahato, N., Banerjee, A., Gupta, A., Omar, S., Balani, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+material+selection+for+solid+oxide+fuel+cell+technology:+A+review.">Progress in material selection for solid oxide fuel cell technology: A review.</a> Progress in Materials Science. 72, 141-337 (2015).</li><li>Brandon, N. P., Skinner, S., Steele, B. C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+materials+for+fuel+cells.">Recent advances in materials for fuel cells.</a> Annual Review of Materials Research. 33, 183-213 (2003).</li><li>Piccardo, P., Amendola, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SOFC+&#8217;+s+Interconnects+Materials+Development.">SOFC &#8217; s Interconnects Materials Development.</a> Aisofc. , 189-194 (2009).</li><li>Yang, Z., Xia, G. -. G., Maupin, G. D., Stevenson, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conductive+protection+layers+on+oxidation+resistant+alloys+for+SOFC+interconnect+applications.">Conductive protection layers on oxidation resistant alloys for SOFC interconnect applications.</a> Surface and Coatings Technology. 201, 4476-4483 (2006).</li><li>Aphale, A. N., Hu, B., Reisert, M., Pandey, A., Singh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidation+Behavior+and+Chromium+Evaporation+From+Fe+and+Ni+Base+Alloys+Under+SOFC+Systems+Operation+Conditions.">Oxidation Behavior and Chromium Evaporation From Fe and Ni Base Alloys Under SOFC Systems Operation Conditions.</a> JOM. , (2018).</li><li>Matsuzaki, Y., Yasuda, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+properties+of+a+SOFC+cathode+in+contact+with+a+chromium-containing+alloy+separator.">Electrochemical properties of a SOFC cathode in contact with a chromium-containing alloy separator.</a> Solid State Ionics. 132, 271-278 (2000).</li><li>Hu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+thermodynamic+evaluation+of+La1&#8722;xSrx+MnO3&#177;&#948;+and+La1&#8722;xSrxCo1&#8722;yFeyO3&#8722;&#948;+cathodes+in+Cr-containing+humidified+air.">Experimental and thermodynamic evaluation of La1&#8722;xSrx MnO3&#177;&#948; and La1&#8722;xSrxCo1&#8722;yFeyO3&#8722;&#948; cathodes in Cr-containing humidified air.</a> International Journal of Hydrogen Energy . 42, 10208-10216 (2017).</li><li>Aphale, A. N., Liang, C., Hu, B., Singh, P., Brandon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Solid Oxide Fuel Cells Lifetime and Reliability: Critical Challenges in Fuel Cells. , 102-114 (2017).</li><li>Chen, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+chromium+contaminant+tolerant+BaO+infiltrated+La+0.6+Sr+0.4Co+0.2+Fe+0.8+O+3&#8722;&#948;+cathodes+for+solid+oxide+fuel+cells.">Highly chromium contaminant tolerant BaO infiltrated La 0.6 Sr 0.4Co 0.2 Fe 0.8 O 3&#8722;&#948; cathodes for solid oxide fuel cells.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 17, 4870-4874 (2015).</li><li>Zhen, Y. D., Tok, A. I. Y., Jiang, S. P., Boey, F. Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=La(Ni,Fe)O3+as+a+cathode+material+with+high+tolerance+to+chromium+poisoning+for+solid+oxide+fuel+cells.">La(Ni,Fe)O3 as a cathode material with high tolerance to chromium poisoning for solid oxide fuel cells.</a> Journal of Power Sources. 170, 61-66 (2007).</li><li>Aphale, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+stability+of+SrxNiyOz+chromium+getter+for+solid+oxide+fuel+cells.">Synthesis and stability of SrxNiyOz chromium getter for solid oxide fuel cells.</a> Journal of the Electrochemical Society. 165, (2018).</li><li>Aphale, A., Hu, B., Singh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-Cost+Getters+for+Gaseous+Chromium+Removal+in+High-Temperature+Electrochemical+Systems.">Low-Cost Getters for Gaseous Chromium Removal in High-Temperature Electrochemical Systems.</a> Jom. , 2-8 (2018).</li><li>Heo, S. H., Hu, B., Aphale, A., Uddin, M. A., Singh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+chromium+poisoning+of+SOFC+cathode.">Low-temperature chromium poisoning of SOFC cathode.</a> ECS Transactions. 78, (2017).</li><li>Liang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitigation+of+Chromium+Assisted+Degradation+of+LSM+Cathode+in+SOFC.">Mitigation of Chromium Assisted Degradation of LSM Cathode in SOFC.</a> ECS Transactions. 75, 57-64 (2017).</li><li>Ge, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxide+Scale+Morphology+and+Chromium+Evaporation+Characteristics+of+Alloys+for+Balance+of+Plant+Applications+in+Solid+Oxide+Fuel+Cells.">Oxide Scale Morphology and Chromium Evaporation Characteristics of Alloys for Balance of Plant Applications in Solid Oxide Fuel Cells.</a> Metallurgical and Materials Transactions A. 44, 193-206 (2013).</li><li>Hu, B., Mahapatra, M. K., Keane, M., Zhang, H., Singh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+CO2+on+the+stability+of+strontium+doped+lanthanum+manganite+cathode.">Effect of CO2 on the stability of strontium doped lanthanum manganite cathode.</a> Journal of Power Sources. 268, 404-413 (2014).</li><li>Hu, B., Keane, M., Mahapatra, M. K., Singh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+strontium-doped+lanthanum+manganite+cathode+in+humidified+air.">Stability of strontium-doped lanthanum manganite cathode in humidified air.</a> Journal of Power Sources. 248, 196-204 (2014).</li><li>Li, C., Habler, G., Baldwin, L. C., Abart, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+FIB+sample+preparation+technique+for+site-specific+plan-view+specimens:+A+new+cutting+geometry.">An improved FIB sample preparation technique for site-specific plan-view specimens: A new cutting geometry.</a> Ultramicroscopy. 184, 310-317 (2018).</li></ol>

Экспериментальные результаты наглядно демонстрируют эффективность хромовых геттеров во время длительных испытаний транспирации хрома и электрохимических тестов. Наличие геттеров успешно смягчает загрязнение электрода, что в противном случае приведет к быстрому увеличению устойчи...

Твердотопливный элемент оксида (SOFC) энергетическая система, высокая температура прямого электрохимического преобразования энергии устройство, предлагает экологически чистый путь для получения электроэнергии из широкого спектра ископаемых и возобновляемых видов топлива. Технология SOFC находит свое применение в централизованных, а также распределенных областях выработки электроэнергии1. Эта технология опирается на электрохимическое преобразование химической энергии, хранящейся в топливе, в электричество. Многочисленные преимущества предлагаются SOFCs с точки зрения высокой энергоэффективности, высокого качества тепла, легкости модульности, и нет или незначительные углеродные следы2. Несколько отдельных ячеек SOFC соединены в серии или параллельной моды (а именно sOFC стеки) для получения желаемого производительного напряжения. Стеки SOFC состоят из таких компонентов, как плотный электролит, пористые электроды, взаимосвязи (IC) и уплотнения3,4. Анод и катод соседних клеток соединены с помощью IC, который не только служит в качестве сепаратора для предотвращения любогосмешивания окислителя с топливом, но и обеспечивает электрическую связь между соседним анодом и катодом 5.
Улучшения на протяжении десятилетий исследований и разработок в области материалостроения привели к снижению рабочей температуры для SOFCs, что позволило заменить керамические материалы с недорогими сплавами из нержавеющей стали для изготовления электрохимически активные компоненты клеток и стеков и подсистемы баланса растений (BOP). Коммерчески доступные ферритные и астенитические нержавеющие стали используются для изготовления компонентов системы из-за их низкой стоимости, сопоставленного коэффициента теплового расширения (CtE) и устойчивости к окислению и коррозии при высоких эксплуатационных температурах 6. Формирование Cr2O3 типа пассивационного оксида шкалы на поверхности сплава действует как барьерный слой против внутренней диффузии кислорода из воздуха или внешнего диффузии катионов из навоза7.
В присутствии увлажненного воздуха Cr2O3 претерпевает значительные химические преобразования, ведущие к образованию гидратированных видов паров хрома при эксплуатационных температурах SOFC. Газообразный пар хрома впоследствии переносится по воздушному потоку в катод, ведущий к поверхностным и интерфейсным реакциям с катодными материалами. Такой катод испытывает как ohmic, так и неохмический рост поляризации и ухудшения электрической производительности. Подробная информация о механизмах деградации катода была проиллюстрирована в другом месте8,9,10.
Современные методы сокращения или устранения вышеуказанных процессов деградации катода обычно состоят из модификаций химии сплава, нанесения поверхностного покрытия и использования хрома толерантных катодов11,12. Хотя эти методы продемонстрировали снижение деградации катода из-за взаимодействия паров Cr (а именно Cr отравления) для краткосрочной, долгосрочной эффективности для стабильности производительности остается проблемой, в основном из-за трещин и распыления в пределах покрытие и интердифузирование катионов.
Мы продемонстрировали новый метод для смягчения проблемы отравления хромом путем захвата входящих паров хрома, прежде чем он реагирует с катодными материалами13. Геттеры были синтезированы из недорогих щелочных земляных и переходных оксидов металла с использованием обычных методов керамической обработки. Преимуществом этого подхода является использование неблагородных и нестратегических материалов, а также традиционных методов обработки для изготовления геттеров для смягчения деградации катодов, возникающих в результате загрязнения в воздухе. Размещение геттера может быть адаптирована для захвата пара хрома, вытекающих из компонентов BOP или он также может быть адаптирован, чтобы быть помещены в электрохимически активных компонентов стека14,15. Здесь мы представляем методы проверки хромовых геттеров с помощью транспирации и электрохимических тестов. Экспериментальные результаты настройки и характеристики также будут продемонстрированы, чтобы показать эффективность геттера и механизмы захвата Cr на геттере при типичных условиях работы SOFC.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sr(NO3)2</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>243426</td>
			<td>Getter precursor material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni(NO3)2-6H2O</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A15540</td>
			<td>Getter precursor material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NH4OH</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L13168</td>
			<td>Getter precursor material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pt ink</td>
			<td>ESL ElectroScience</td>
			<td>5051</td>
			<td>Current collector paste</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pt wire</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10288</td>
			<td>Current collector wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pt gause</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>40935</td>
			<td>Current collector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cr2O3 powder</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>12286</td>
			<td>Chromium source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid (HNO3)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>438073</td>
			<td>Chromium extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium permanganate (KMnO4)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A12170</td>
			<td>Chromium extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LSM paste</td>
			<td>Fuelcellmaterials</td>
			<td>18007</td>
			<td>Cathode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>YSZ electrolyte</td>
			<td>Fuelcellmaterials</td>
			<td>211102</td>
			<td>Electrolyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alumina fiber board</td>
			<td>Zircar</td>
			<td>GJ0014</td>
			<td>Getter substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ceramabond paste</td>
			<td>AREMCO</td>
			<td>552-VFG</td>
			<td>For cell sealing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP-MS (7700s)</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>NA</td>
			<td>For Cr analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiostat (VMP3)</td>
			<td>Biologic</td>
			<td>NA</td>
			<td>For EIS/I-t measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FIB (Helios Nanolab 460F1)</td>
			<td>FEI</td>
			<td>NA</td>
			<td>For Nano-sample preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM (Talos F200X S/TEM)</td>
			<td>FEI</td>
			<td>NA</td>
			<td>For composition analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development and validation of chromium getters for solid oxide fuel cell power systems

Деградация катода в твердом оксидном топливных элементах (SOFC) по-прежнему является серьезной проблемой для долгосрочной стабильности и эксплуатационной надежности. Присутствие газовых фазовых видов хрома в воздухе продемонстрировало значительное ухудшение производительности катода во время длительного воздействия из-за нежелательного образования соединений на катоде и электролитном интерфейсе, который тормозит реакцию снижения кислорода ( ORR). Мы продемонстрировали новый метод смягчения деградации катода с помощью хромовых геттеров, которые захватывают газ фазы хрома видов, прежде чем он попадает в катодной камере. Низкозатратные материалы для получения, синтезированные из щелочной земли и переходных оксидов металла, покрыты кордиетитовым сотовым субстратом для применения в энергетических системах SOFC. Как изготовленные геттеры были проверены хромом транспирации испытаний на 500 ч в увлажненных атмосфере воздуха в присутствии пара хрома. Выбранные геттеры были дополнительно проверены с использованием электрохимических тестов. Как правило, электрохимические характеристики SOFCs (lanthanum strontium manganite (LSM) и yttria стабилизировали цирконию (YS) и Pt) измерялись на 850 градусов по Цельсию в присутствии и отсутствии Cr getter. Для 100-яклеточных тестов, содержащих геттеры, сохранялась стабильная электрохимическая производительность, в то время как производительность клеток в отсутствие Cr getters быстро снижалась на 10 ч. Анализы участков Nyquist показали значительное увеличение поляризации сопротивление в течение первых 10 ч операции клетки. Результаты характеристик посттестных SOFCs и геттеров продемонстрировали высокую эффективность улавливания хрома для смягчения деградации клеток.

Эксперимент Cr транспирации является скрининг-тест для выбора Cr getters. Cr транспирации установки был использован для проверки производительности хрома getter в условиях работы SOFC. Эксперименты проводились в присутствии хромового геттера, работаемого при 850 градусах Цельси...

Watch this Scientific Journal Video about Development and Validation of Chromium Getters for Solid Oxide Fuel Cell Power Systems at JoVE.com

Development and Validation of Chromium Getters for Solid Oxide Fuel Cell Power Systems

Разработка и валидация хрома Геттеров для твердых оксидных топливных элементов power Systems

Отравление катодными веществами, загрязняющими веществами в воздухе, в следовых уровнях остается серьезной проблемой для долгосрочной стабильности высокотемпературных электрохимических систем. Мы предоставляем новый метод для смягчения деградации катода с помощью геттеров, которые захватывают загрязняющие вещества в воздухе при высокой температуре перед входом в электрохимически активную область стека.

Degradation of cathode in solid oxide fuel cells (SOFC) remains a major concern for the long-term performance stability and operational reliability. The ...

Хром, содержащий сплавы, используется в SOFC в качестве металлических взаимосвязей для формирования хрома-шкалы для защиты от коррозии. Однако испарение хрома при высоких температурах приводит к деградации газообразного хрома. Этот метод обеспечивает решение для отравления хромом в твердом оксиде топливных элементов систем питания.Основными преимуществами являются использование низкорентабельных материалов и эффективный улавливание загрязняющих веществ при низких и высоких температурах. Другие высокотематные промышленные системы, использующие хром, содержащие сплавы, такие, как системы парового электролиза, кислородно-транспортные мембранные системы и нефтехимические системы, могли бы использовать этот метод для контроля качества и выбросов. Эта видео демонстрация может заинтересовать исследователей быстро узнать эти технические, некоторые шаги очень просты для начинающих.Эти технические могут иметь исследователей развивать навыки для продвижения к исследованиям электрохимических технологий. Для начала смешайте девять миллилитров 2,4 молярной акной селитры стронция, с семью миллилитров 2,4 млярной аквеозной нитрата никеля. Перемешать смесь в течение 30 минут при 300 об/мин при нагревании до 80 градусов по Цельсию, чтобы растворить твердые тела.Затем добавьте 30 миллилитров 5 молярных акальных аммиака, чтобы увеличить раствор рН до 8,5. Продолжить перемешивание смеси при 80 градусов по Цельсию в течение 24 часов, чтобы вызвать порошок-предшественник. Высушите раствор в сухой духовке при температуре 120 градусов по Цельсию, пока вода полностью не испарится, что обычно занимает около 24 часов, чтобы оставить синее восковое соединение.Мы приостанавливаем соединение в 50 миллилитров деионизированной воды с помощью ручного и магнитного перемешивания. Центрифуга подвески при 5000 об/мин в течение 5 минут. И удалить жидкость, которая содержит остаточный нитрат аммония.При 200-380 градусах Цельсия нитрат аммония разлагается и производит аммиачную нитратную кислоту, газы оксида азота. Правильное мытье дистиллированной водой уменьшит или устранит выбросы этих газов. Высушите промытый порошок-прекурсор при 120 градусах по Цельсию в течение двух часов.Затем добавьте ионизированную воду в порошок и перемешайте ее в течение по крайней мере пяти минут, чтобы сделать густой суспензии. Де-газ суспензии в вакуумной камере, чтобы удалить пузырьки воздуха. Затем поместите кордиритовый сотовый субстрат в суспензию и выполните вакуумную инфильтрацию в течение пяти минут, чтобы заполнить поры суспензией.После этого, поток воздуха через падение покрытием субстрата, чтобы удалить избыток суспензии из каналов. Поместите образец в заполненную воздухом печь и нагрейте его до 120 градусов по Цельсию при пяти градусах в минуту. Высушите образец в воздухе не менее двух часов.Затем, пандус печи до 650 градусов по Цельсию при пяти градусах в минуту и calsign образец в воздухе в течение 12 часов, чтобы закончить производство хрома getter. Чтобы начать проверку теста, поместите два грамма гранул по центру хрома в печь кварцевой трубки, оснащенную диффузором. Поместите хром getter на другой стороне диффузора.Подключите хромовую сторону печи к источнику сжатого воздуха через пузырьк воды комнатной температуры. Подключите сторону getter к вентиляции через стеклянный локоть и хром пара захвата сборки. Очистить систему увлажненным воздухом при 300 SCCM в течение 15 минут до часа.Затем нарастить печь до 850 градусов по Цельсию при трех градусах в минуту и поддерживать эту температуру в течение 500 часов. Проверьте локоть розетки на наличие обесцвечивания, указывающего на осаждение соединений хрома каждые 100 часов. Как только испытание закончено, охладите печь к комнатной температуре перед поворачивать поток воздуха и извлекать образец getter.Соберите воду из хрома захвата сборки затем, замочить кварцевую трубку, стеклянный локоть, конденсатор и мыть бутылки с 20% по весу азотной кислоты для извлечения отложенного хрома и собирать полоскания. Замочите стеклянную посуду в 20%nitric кислоты в течение 12 часов, чтобы извлечь дополнительные отложенного хрома и собирать полоскания. Если какая-либо стеклянная посуда все еще обесцвечена, замочите ее в щелочном перманганате калия в течение 12 часов при 80 градусах по Цельсию.Затем соберите и смешайте экстракт хрома из всех компонентов для анализа содержания хрома с помощью ICPMS. Затем нарежьте образец геттера пополам ножом и покрыть открытые поверхности золотом. Пальто хром getter образца с золотом и оценить элементарное распределение с энергией диспергативной рентгеновской спектроскопии.Выполните еще один анализ EDS и участок количество хрома по отношению к расстоянию от источника хрома. Чтобы начать изготовление SOFC, экран печати лантанума стронция маргантин пасты на поверхности трех итрии стабилизированных электродов циркония и центр сборки. Затем прикрепите платиновый электрод к каждому диску YS в качестве анода с использованием платиновых чернил.Прикрепите платиновую марлю к аноду и катоду и прикрепите короткие платиновые провода к катоду, аноде и диску YS. Поместите SOFC в печь, пандус их до 850 градусов по Цельсию при трех градусах в минуту и вылечить их в воздухе в течение двух часов. Затем соедините серебряные проводящие провода с вылеченным SOFC и смонтировать его в постоянной зоне нагрева печи цилиндрической трубки.Печать SOFC в печи с керамической пастой и подключить электроды к potentiostat. Следуйте стандартным процедурам для настройки эксперимента. Убедитесь, что это хорошая клетка цилиндра и что все три электрода должным образом подключены к potentiostat.Затем, пандус печи до 850 градусов по Цельсию при пяти градусах в минуту. В то время как печь нагревается, настройте potentiostats для записи тока ячейки каждую минуту с 0,5 вольт смещения между катодом и эталонным электродом. Установите potentiostats для выполнения электрохимической спектроскопии импульса между катодом и эталонным электродом каждый час.Когда печь достигает тестовой температуры, поток увлажненной воздуха к катоду на 300 SCCM и сухой воздух к аноду на 150 SCCM. Запустите измерения и позвольте тестовому запуску в течение 100 часов. После испытания охладить печь до комнатной температуры и получить ячейку для характеристики.Для следующего теста поместите два грамма гранул хрома в перфорированную глиняную трубку в зоне постоянного нагрева. Исправьте новый SOFC над источником хрома и повторите измерения конца теста точно таким же образом. Для третьего теста загрузите два грамма гранул хрома в трубку и смонтировать хром getter над источником хрома.Исправьте новый SOFC над getter и выполните измерения конца испытания под такими же условиями. В ходе теста на транспирацию профиль хрома показал, что большая часть хрома оказалась в ловушке в течение первых четырех миллиметров геттера. Анализ материала, получаемого из хрома, отложенного на подложке из глинозема, показал крупные богатые хромом и стронцием частицы вблизи вставки пара.Элементарные карты волоконных поперечных сечений подтвердили, что на поверхности волокна имели место хром и стронций. Электрохимические испытания LSM-YS' SOFC в присутствии и отсутствии хрома показали, что хромный пар быстро отравил клетку. Это было связано с отложениями оксида хрома на интерфейсе LSM-YS, что препятствовало реакции на сокращение кислорода на этом интерфейсе.Размещение SNO хрома getter между источником хрома и SOFC привело к производительности SOFC сопоставимы с производительностью в отсутствие хрома. Эта производительность поддерживалась в широком диапазоне показателей потока паров хрома. Протокол изготовления производит стабильный эффективный getter для воздушно-десантных примесей хрома.Используя различные химические вещества, мы можем разработать getters для захвата других газообразных загрязняющих веществ, таких как бор и кремниевые пары. Протокол передачи измеряет испарение хрома, содержащего сплавные материалы, и подтверждает производительность геттеров, улавливая гексаамминчромный пар в воздухе в типичных условиях эксплуатации SOFC. Протокол электрохимической проверки демонстрирует эффективность работы getter в номинальных условиях работы SOFC.Поскольку эта информация имеет важное значение для расширения технологий getter и SOFC для промышленности и их коммерческого использования. Этот метод использует небольшое количество химических веществ и причин, которые могут управляться и обрабатываться в соответствии с существующими политиками лабораторного здоровья и безопасности.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Подготовка гидрофобные Металл-органических структур через плазмостимулированного отложение химического пара перфторалканов для удаления аммиака

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation

Активация молекул, ионов, и твердые частицы с акустической кавитации

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic ...

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

Сапфир сотовый высокого давления для фазовых равновесий Измерения CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Органические / Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Quantitative Detection of Trace Explosive Vapors by Programmed Temperature Desorption Gas Chromatography-Electron Capture Detector

Количественный детектирования следов взрывчатых паров запрограммированными Температура десорбции газовой хроматографии-электронного захвата детектора

The direct liquid deposition of solution standards onto sorbent-filled thermal desorption tubes is used for the quantitative analysis of trace explosive ...

Synthetic Methodology for Asymmetric Ferrocene Derived Bio-conjugate Systems via Solid Phase Resin-based Methodology

Синтетическая методология для асимметричных Ферроцен, полученных Bio-сопряженных систем через Solid методологии фазы смолу на основе

Early detection is a key to successful treatment of most diseases, and is particularly imperative for the diagnosis and treatment of many types of cancer. ...

Development of a Backbone Cyclic Peptide Library as Potential Antiparasitic Therapeutics Using Microwave Irradiation

Разработка Backbone циклический пептид библиотека как потенциал Противопаразитарные терапии Использование микроволнового облучения

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is ...

X-ray Powder Diffraction in Conservation Science: Towards Routine Crystal Structure Determination of Corrosion Products on Heritage Art Objects

Рентгеновская дифракция в порошок по сохранению науки: На пути к Обычной кристаллической структуры Определение продуктов коррозии на наследие предметов искусства

The crystal structure determination and refinement process of corrosion products on historic art objects using laboratory high-resolution X-ray powder ...

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

Оригинальный экспериментальный подход для оценки стабильности топлива для транспорта

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

Измерение Распределение частиц по размерам в мутных растворах с помощью динамического рассеяния света микроскопии

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

На месте Выявление и количественная оценка одноклеточного наночастиц оксидов металлов, с использованием ядерных рентгенофлуоресцентного анализа

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...