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Ru-doped lanthanum strontium titanates for the anode of solid oxide fuel cells
저자
Yoon, Heechul ; Zou, Jing ; Sammes, Nigel Mark ; Chung, Jongshik
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2015
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
10985-10993(9쪽)
제공처
소장기관
<P><B>Abstract</B></P> <P>Lanthanum strontium titanate perovskite (LST) was doped with Ru (La<SUB>0.4</SUB>Sr<SUB>0.6</SUB>Ti<SUB>1−x</SUB>Ru<SUB>x</SUB>O<SUB>3−δ</SUB> (LSTR), x = 0.02, 0.05), and its properties were characterized by various methods for possible use as the anode material in solid oxide fuel cells (SOFCs). The thermal expansion coefficients of Ru-doped samples (10.2–10.3 × 10<SUP>−6</SUP> K<SUP>−1</SUP>) are about the same as LST (10.4 × 10<SUP>−6</SUP> K<SUP>−1</SUP>), which is similar to that of YSZ. It has been found that under a reducing atmosphere, doped Ru is precipitated from the structure. This decreases the total electrical conductivity and increases the ionic conductivity because of the increased number of B-site deficiencies created by the Ru precipitation. Impedance spectra measured with the buttons cells of the LSTRs-YSZ/YSZ/LSM-YSZ/LSM configuration reveal that the polarization resistance with the LST–YSZ anode increases with time (from 4.95 Ω cm<SUP>2</SUP> to 5.78 Ω cm<SUP>2</SUP> in 24 h of H<SUB>2</SUB> fuel atmosphere), whereas the resistance with Ru-doped LST–YSZ anodes decreases with time (from 4.87 Ω cm<SUP>2</SUP> and 4.17 Ω cm<SUP>2</SUP> to 4.06 Ω cm<SUP>2</SUP> and 2.74 Ω cm<SUP>2</SUP> for the LSTR0.02-YSZ and LSTR0.05-YSZ anodes, respectively). Accordingly, the final maximum power density at 850 °C also increases from 52 mW/cm<SUP>2</SUP> for LST–YSZ to 74 mW/cm<SUP>2</SUP> and 115 mW/cm<SUP>2</SUP> for the LSTR0.02-YSZ and LSTR0.05-YSZ anodes, respectively.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> The Ru doped LST perovskites are synthesized by EDTA-citrate method. </LI> <LI> The doped Ru affects the conduction behavior of LST in a reducing atmosphere. </LI> <LI> The overall performance is improved with Ru doping to LST anode. </LI> </UL> </P>
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