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

Yazarlar Federal Grant DE-FE-0023385 altında ABD Enerji Bakanlığı (ABD DOE) mali destek kabul eder. DRS. Rin Burke ve hüseyin Vora (ulusal enerji teknolojisi Laboratuvarı) ile teknik tartışma minnetle kabul edilir. DRS. Amit Pandey (LG yakıt hücreleri, Kanton OH), Jeff Stevenson ve Matt Chou (Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı, Richland WA) alıcı performansının uzun vadeli test doğrulama ile yardım için kabul edilir. Yazarlar, Connecticut Üniversitesi 'Nde laboratuar desteği sağlamak için kabul etmiştir. Dr. Lichun Zhang ve Bayan Chiying Liang teknik tartışma ve deneyler için yardım kabul edilir.

1. krom alıcı sentezi
<ol><li>Şekil 116' da tasvir edilen konvansiyonel coprecipitation sentezi yolu ile alkalin toprak ve geçiş metal oksit tuzları kullanarak öncü tozu sentezler.<ol>
<li>50,33 g Stronsiyum nitrat kullanarak bir stok çözüm hazırlayın SR (No3)2 ve 43,97 g Nikel nitrat hekzahidrat ni (No3)2. 6h2O için 2,4 M çözümler hazırlamak için 100 ml de-iyonize su.</li>
		<li>Kullanım 9 m...

<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>

Deneysel sonuçlar, uzun süreli krom transpirasyon testleri ve elektrokimyasal testler sırasında krom alıcı etkinliğini açıkça göstermektedir. Alıcı varlığı, aksi takdirde polarizasyon direnci ve elektrokimyasal performans düşüşüne hızlı bir artış yol açacak elektrot kontaminasyonunu başarıyla azaltır.
Kromandan gelen gaz faz krom türlerinin oluşumu, su buharı konsantrasyonu (nem seviyesi)16' nın artması ile tercih edilir ve geliştirilm...

Katı oksit yakıt hücresi (SOFC) güç sistemi, yüksek sıcaklık doğrudan elektrokimyasal enerji dönüşüm cihazı, fosil ve yenilenebilir yakıtların çok çeşitli elektrik üretmek için çevre dostu bir yol sunuyor. SOFC teknolojisi, uygulamaları merkezi ve Dağıtılmış güç oluşturma alanları1' de bulur. Bu teknoloji elektriğe yakıtlarda saklanan kimyasal enerjinin elektrokimyasal dönüşümüne dayanır. Yüksek enerji verimliliği, yüksek kaliteli ısı, modülerlik kolaylığı ve Hayır veya ihmal edilebilir karbon ayak izleri2' de sofcs tarafından sayısız avantaj sunulmaktadır. İstenilen çıkış gerilimi elde etmek için birkaç ayrı SOFC hücresi seri veya paralel moda (yani SOFC yığınları) bağlanır. SOFC yığınları yoğun elektrolit, gözenekli elektrotlar, arabağlantı (IC) ve Seals3,4gibi bileşenlerden oluşur. Bitişik hücrelerin anot ve katot, sadece yakıt ile oksidan karıştırma önlemek için bir ayırıcı olarak hizmet değil, aynı zamanda bitişik anot ve katot5arasında elektrik BAĞLANTıSı sağlar IC kullanarak bağlanır.
Malzeme mühendisliğinde onlarca yıl süren araştırma ve geliştirme gelişmeleri, SOFCs için çalışma sıcaklığındaki azalmaya yol açmıştır, seramik materyallerin üretim için ucuz paslanmaz çelik alaşımlarla değiştirilmesi sağlar Elektrokimyasal olarak aktif hücre ve yığın bileşenleri ve denge-of-Plant (BOP) alt sistemleri. Ticari olarak kullanılabilen ferritik ve Östenitik paslanmaz çelikler, düşük maliyetli, uyumlu termal genleşme katsayısı (CTE) ve yüksek çalışma sıcaklıklarında oksidasyona ve korozyona karşı direnç nedeniyle sistem bileşenlerinin imalatı için kullanılmaktadır. 6. CR2O3 türü oluşumu alaşım yüzeyi üzerindeki oksit ölçeği pasivating hava veya toplu alaşım7gelen özellikler dışa difüzyon oksijen içe difüzyon karşı bir bariyer tabakası olarak davranır.
Nemlendirilmiş havanın varlığında, CR2O3 , yumuşak çalışma sıcaklıklarında nemlendirilmiş krom buharı türü oluşumuna yol açan önemli kimyasal dönüşümden geçer. Gazlı krom buharı daha sonra hava akışı ile yüzey ve arayüz reaksiyonları katot malzemeleri ile önde gelen katot içine taşınır. Bu tür katot, kutuplaşma ve elektriksel performans bozulmasının hem ohm hem de ohm dışı artışları ile karşılaşır. Katot bozulma mekanizmalarının detayları başka yerde8,9,10olarak gösterilmiştir.
Yukarıdaki katot bozulma süreçlerini azaltmak veya ortadan kaldırmak için son teknoloji yöntemler genellikle alaşım kimyası, yüzey kaplama uygulaması ve Chromium toleranslı katotlar11,12kullanımını içerir. Bu teknikler, CR buharı etkileşimleri (yani CR zehirlenmesi) nedeniyle, performans istikrarı için uzun vadeli etkinliği için katot bozulması azalma göstermiştir olsa da, özellikle içinde çatlama ve spallation nedeniyle bir endişe kalır kaplama ve cations interdiffusion.
Krom zehirlenmesi sorununu azaltmak için yeni bir yöntem gösterdik, çünkü gelen krom buharı, katot malzemeleri13ile tepki vermeden önce yakalanır. Alıcı, geleneksel seramik işleme tekniklerini kullanarak düşük maliyetli alkalin toprak ve geçiş metal oksitlerden sentezlenmiş. Bu yaklaşımın maliyet avantajı, havasız ve stratejik olmayan malzemelerin yanı sıra hava kirleticilerin kaynaklanan katot bozulmasının azaltılması için alıcı üretebilmek için geleneksel işleme yöntemlerinin kullanımı. Alıcı yerleştirme bop bileşenlerinden kaynaklanan krom buharı yakalamak için uyarlanmış olabilir veya aynı zamanda elektrochemically aktif yığın bileşenleri içinde yerleştirilmesi için uyarlanmış olabilir14,15. Burada, transpirasyon ve elektrokimyasal testleri kullanarak krom alıcı doğrulamak için yöntemler sunuyoruz. Deneysel kurulum ve karakterizasyon sonuçları da alıcı etkinliğini ve tipik SOFC çalışma koşullarında alıcı üzerinde CR yakalama mekanizmaları göstermek için gösterilecektir.

<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

Katı oksit yakıt hücrelerinde katot bozulması (SOFC) uzun vadeli performans stabilitesi ve operasyonel güvenilirlik için önemli bir önem taşımaktadır. Hava gaz faz krom türlerinin varlığı, oksijen azaltma reaksiyonu geciktiren katot ve elektrolit arayüzünde istenmeyen bileşik oluşumu nedeniyle uzun süreli maruz kalma sırasında önemli katot performans bozulması göstermiştir ( ORR). Biz, katot odasında yutulur önce gaz faz krom türlerini yakalamak krom alıcı kullanarak katot bozulması azaltmak için bir roman yöntemi göstermiştir. Alkalin toprak ve geçiş metal oksitlerden sentezlenen düşük maliyetli alıcı malzemeleri, SOFC güç sistemlerinde uygulama için cordierit petek substrat üzerine kaplıdır. As-fabrikasyon alıcılar krom buharı varlığında nemlendirilmiş hava atmosferinde 500 h için krom transpirasyonu testleri ile ekranlaştırılmış edilmiştir. Seçilen alıcı daha fazla elektrokimyasal testler kullanılarak doğrulandı. Genellikle, sofcs (Lanthanum Stronsiyum manganit (LSM) ǁ yitriya stabilize zirkon (YSZ) ǁ PT) elektrokimyasal performansı, CR getter varlığı ve yokluğunda 850 °c ' de ölçülmüştür. 100 h hücre testleri için alıcı içeren, istikrarlı elektrokimyasal performans korunur, CR alıcı yokluğunda hücre performansı hızla azaldı ise 10 h. Nyquist arazilerin analizleri kutuplaşma önemli bir artış göstermiştir hücre operasyonun ilk 10 h içinde direnç. Sontest sofcs ve alıcı karakterizasyonu sonuçları hücre bozulmasının azaltılması için krom yakalama yüksek verimlilik göstermiştir.

CR transpirasyon deneyi, CR alıcı seçimi için bir tarama testtir. SOFC çalışma koşullarında krom alıcı performansını doğrulamak için CR transpirasyon kurulumu kullanılmıştır. Deneysel olarak 850 °C ' de (% 3 H2O) 500 h Için hava sıcaklıkında işletilen bir krom alıcı bulunmamasıdır. CR transpirasyon 500 testleri sırasında görsel gözlemler Alıcı. Ancak, krom kaynağının yanında bir alıcı yerleştirerek çıkış dirsek hiçbir renk değişi...

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

Solid oksit yakıt hücresi güç sistemleri için Chromium Getterlerin geliştirilmesi ve doğrulanması

İzleme seviyelerinde havadan gelen kirleticilerin katot zehirlenmesi, yüksek sıcaklıklı elektrokimyasal sistemlerin uzun vadeli stabilitesi için önemli bir önem taşımaktadır. Elektrokimyasal olarak aktif yığın alanına girmeden önce hava kirleticileri yüksek sıcaklıkta yakalayan alıcı kullanarak katot degradasyonları hafifletmek için yeni bir yöntem sağlıyoruz.

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

Krom içeren alaşımlar Korozyon koruması için krom ölçeği oluşturmak için metalik ara bağlantılar olarak SOFC's kullanılır. Ancak, yüksek sıcaklıklarda krom buharlaşması SOFC bozulmasıile sonuçlanan gaz krom türleri üretir. Bu yöntem, katı oksit yakıt hücresi güç sistemlerinde krom zehirlenmesi için bir çözüm sağlar.Başlıca avantajları düşük maliyetli malzemelerin kullanımı ve hem düşük hem de yüksek sıcaklıklarda kirleticilerin etkin bir şekilde yakalanmasıdır. Buhar elektroliz sistemleri, oksijen taşıma membran sistemleri ve petrokimya sistemleri gibi krom içeren alaşımları kullanan diğer yüksek sıcaklıklı endüstriyel sistemler bu yöntemi kalite ve emisyon kontrolü için kullanabilir. Bu video gösteri ilgilenen araştırmacılar hızla bu teknik öğrenmek olabilir, bazı adımlar yeni başlayanlar için çok basittir.Bu teknik araştırmacılar elektrokimyasal teknoloji araştırma için bir ilerleme için becerilerini geliştirmek olabilir. Başlamak için, 2.4 molar sulu stronsiyum nitrat dokuz mililitre birleştirmek, 2.4 molar sulu nikel nitrat yedi mililitre ile. Katıları eritmek için karışımı 300 RPM'de 30 dakika karıştırın ve 80 dereceye ısıtın.Daha sonra, çözelti pH 8,5 artırmak için 5 azı lı sulu amonya 30 mililitre ekleyin. Öncül tozu çökeltmek için karışımı 24 saat boyunca 80 derecede karıştırmaya devam edin. Kuru bir fırında kuru çözelti 120 santigrat derece, su tamamen buharlaşır kadar, genellikle yaklaşık 24 saat sürer, mavi balmumu bileşik bırakmak için.Biz manuel ve manyetik karıştırma hem de kullanarak deiyonize su 50 mililitre bileşik askıya. 5000 RPM'de süspansiyonu 5 dakika santrifüj edin. Ve artık amonyum nitrat içeren sıvıyı çıkarın.200 ila 380 santigrat derecede amonyum nitrat ayrışacak ve amonyağ nitrat asit, azot oksit gazları üretecek. Distile su ile düzgün yıkama azaltmak veya bu gazların emisyonortadan kaldıracaktır. Durulanan öncül tozunu 120 derecede iki saat boyunca kurulayın.Sonra, toz iyonize su ekleyin ve kalın bir bulamaç yapmak için en az beş dakika karıştırın. Hava kabarcıklarını temizlemek için bir vakum odasında bulamacı gazdan arındırın. Daha sonra, bulamaç bir cordierite petek substrat yerleştirin ve bulamaç ile gözenekleri doldurmak için beş dakika vakum infiltrasyon gerçekleştirmek.Daha sonra, kanallardan fazla bulamacı temizlemek için daldırma kaplı substrat üzerinden hava akışı. Numuneyi hava dolu bir fırına yerleştirin ve dakikada beş derecede yaklaşık 120 santigrat dereceye ısıtın. Numuneyi en az iki saat havada kurutun.Daha sonra fırını dakikada beş derecede 650 dereceye kadar rampalayın ve krom alıcısını üretmeyi bitirmek için numuneyi 12 saat havada alın. Doğrulama testine başlamak için, iki gram ortalanmış krompeleti bir difüzör le donatılmış bir kuvars tüp fırınına yerleştirin. Difüzörün diğer tarafına bir krom getter yerleştirin.Fırının krom tarafını oda sıcaklığındaki su kabarcığı aracılığıyla basınçlı hava kaynağına bağlayın. Bir cam dirsek ve krom buharı yakalama montaj yoluyla bir havalandırma için getter tarafı bağlayın. 300 SCCM'de 15 dakika ila bir saat boyunca nemlendirilmiş hava ile sistemi temizleyin.Sonra dakikada üç derece 850 santigrat derece fırın rampa ve 500 saat boyunca bu sıcaklığı korumak. Krom bileşiklerinin her 100 saatte bir birikintiyi gösteren renk değişikliği için çıkış dirseği kontrol edin. Test tamamlandıktan sonra, hava akışını kapatmadan ve numuneyi almadan önce fırını oda sıcaklığına kadar soğutun.Daha sonra krom yakalama montaj su toplamak, kuvars tüp, cam dirsek, kondansatör ve yıkama şişeleri ile ıslatın 20% ağırlık nitrik asit ile birikmiş krom ayıklamak ve durulama toplamak. Ek birikmiş krom ayıklamak ve durulama toplamak için 12 saat boyunca% 20 nitrik asit cam ıslatın. Herhangi bir cam hala renksiz ise, 80 santigrat derece 12 saat boyunca alkali potasyum permanganat ıslatın.Daha sonra icpms ile krom içeriğini analiz etmek için tüm bileşenlerden krom ekstresi toplamak ve karıştırın. Daha sonra, bir bıçak ile ikiye getter örnek dilim ve altın ile maruz yüzeyleri kat. Krom üfleyici örneğini altınla kaplayın ve enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi ile elementdağılımını değerlendirin.Başka bir EDS analizi yapın ve krom kaynağından uzaklığı ile ilgili olarak krom miktarını çizin. SOFC imalatına başlamak için, ekran baskılantan stronsiyum manganate macun yüzeyinde üç yttria stabilize zirkon elektrotlar ve merkezi meclisleri. Daha sonra, platin müreksü kullanarak anot olarak her YSZ diske platin elektrot takın.Hem anodu ya da katota platin gazlı bez takın ve katot, anot ve YSZ diske kısa platin teller takın. SOFC'leri bir fırına yerleştirin, dakikada üç derecede 850 santigrat dereceye kadar rampalayın ve iki saat boyunca havada tedavi edin. Daha sonra, gümüş iletken telleri kürlenmiş bir SOFC'ye bağlayın ve silindir tüp fırınının sabit ısıtma bölgesine monte edin.SOFC'yi seramik macunla fırında kapatın ve elektrotları bir potansiyostata bağlayın. Denemeyi ayarlamak için standart yordamları izleyin. Bu iyi silindir hücre li olduğundan emin olun ve her üç elektrot düzgün potansiyostat bağlı olduğundan emin olun.Sonra fırını dakikada 5 derecede 850 dereceye kadar artırın. Fırın ısınırken, katot ve referans elektrot arasında 0,5 volt luk bir sapma ile her dakika hücre akımını kaydetmek için potansiyostatları yapılandırın. Katot ve referans elektrot arasında elektrokimyasal empedans spektroskopisi gerçekleştirmek için potansiyostatları ayarlayın.Fırın test sıcaklığına ulaştığında, 300 SCCM'de katota doğru nemlendirilmiş hava akışı ve 150 SCCM'de anota doğru kuru hava. Ölçümleri başlatın ve testin 100 saat boyunca çalıştırın. Testten sonra fırını oda sıcaklığına kadar soğutun ve karakterizasyonu için hücreyi alın.Bir sonraki test için, sabit ısıtma bölgesinde delikli bir alümina tüpüne iki gram kromipelet yerleştirin. Krom kaynağının üzerinde yeni bir SOFC düzeltin ve test sonu ölçümlerini aynı şekilde tekrarlayın. Üçüncü test için, tüp içine krom pelet iki gram yükleyin ve krom kaynağı üzerinde bir krom getter monte.Yeni bir SOFC'yi getter üzerinde düzeltin ve test sonu ölçümlerini aynı koşullar altında gerçekleştirin. Transpirasyon testinde krom profili kromun çoğunun alıcının ilk dört milimetresinde sıkışıp kaldığını gösterdi. Bir alüminyum elyaf substrat üzerinde biriken krom getter malzeme analizi buhar girişi yakınında büyük krom ve stronsiyum zengin parçacıklar gösterdi.Lif kesitlerinin elementel haritaları krom ve stronsiyumun lif yüzeyinde oluştuğunu doğruladı. LSM-YSZ SOFC'nin krom varlığında ve yokluğunda yapılan elektrokimyasal testler krom buharının hücreyi hızla zehirlediğini gösterdi. Bu lsm-YSZ arayüzüüzerinde krom oksit mevduat atfedilen, bu arayüz oksijen azaltma reaksiyonu engelleyen.Krom kaynağı ile SOFC arasına Bir SNO krom verici yerleştirmek, krom yokluğunda ki performansla karşılaştırılabilir SOFC performansı yla sonuçlandı. Bu performans krom buharı akış hızları geniş bir yelpazede muhafaza edildi. Üretim protokolü, havadaki krom kirleri için kararlı ve verimli bir alıcı üretir.Farklı kimyasallar kullanarak bor ve silikon buharı gibi diğer gaz kirleticileri yakalamak için getters geliştirebilirsiniz. İletim protokolü, alaşım lı malzemeler içeren kromun buharlaşmasını ölçer ve tipik SOFC çalışma koşullarında havada hekzaamminechromium buharı yakalayan alıcıların performansını doğrular. Elektrokimyasal doğrulama protokolü nominal SOFC çalışma koşullarında getter etkinliğini göstermektedir.Bilgi sanayi ve ticari kullanımları için getter ve SOFC teknolojileri ölçekleme için gerekli olduğundan. Bu yöntem, mevcut laboratuvar sağlığı ve güvenliği politikalarına göre yönetilebilen ve işlenebilen az miktarda kimyasal ve neden kullanır.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Plazma ile Hidrofobik Metal-Organik Altyapıları hazırlanması Amonyak Kaldırma için perfluorobütanlar Kimyasal Buhar Kaplama Geliştirilmiş

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

Moleküller, İyonlar, ve Akustik Kavitasyon ile Katı Parçacıklar etkinleştirilmesi

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

CO Faz Dengeleri Ölçümleri için yüksek basınçlı Safir Hücre<sub&gt; 2</sub&gt; / / Organik Su Sistemleri

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

Programlı Sıcaklık Sızdırma Gaz Kromatografi-Elektron Yakalama Dedektörü tarafından Trace Patlayıcı Buharlar Nicel Saptanması

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

Katı Faz Reçine-tabanlı Metodoloji aracılığıyla Asimetrik Ferrosen Türetilmiş Bio-konjuge Sistemleri Sentetik Metodoloji

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

Mikrodalga Radyasyon Kullanımı Potansiyel Antiparazitik Therapeutics gibi omurga Siklik Peptit Kütüphanesi Gelişimi

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

Koruma Bilimi X-ışını Toz Kırınım: Miras Sanat Objects Korozyon Ürünleri Rutin Kristal Yapı Tayini Doğru

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

Ulaşım Yakıt İstikrar Değerlendirme Orijinal Deneysel Yaklaşım

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

Dinamik ışık saçılımı Mikroskopi Bulanık Çözümleri Tane Büyüklüğü Dağılımının Ölçümü

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

Situ Algılama ve Metal Oksit nano tanecikleri nükleer Microprobe analizi ile tek hücre miktar

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