Co-sputtering of Ni-GDC Anode for Thin-film SOFCs Operating on Nearly Dry Methane at Low Temperature
저자
I. W. Choi(최인원) ; G. Y. Cho(조구영) ; S. B. Ryu(류상봉) ; S. W. Cha(차석원)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
English
주제어
자료형태
학술저널
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수록면
126-126(1쪽)
제공처
Direct-methane solid oxide fuel cells (DMSOFCs) have attracted much attention owing to the simplified system, reduced cost, and direct availability of methane fuel obtained from natural gas. Among oxygen-ion conductive materials, doped-ceria such as gadolinium-doped ceria (GDC) or samarium-doped ceria can be incorporated into Ni-based anodes to reinforce the coking resistance, enlarge the electrochemical reaction area, and improve the kinetics of internal reforming/electrochemical oxidation of methane. In order to lower the operating temperature range while maintaining performance of DMSOFCs, a thin-film deposition technique was adopted in this work. Anodized aluminum oxide (AAO)-supported thin-film cells with Ni-GDC anode/Yttria-stabilized zirconia electrolyte/Pt cathode structure were fabricated by magnetron-sputtering. Ni-GDC volume fraction was controlled by co-sputtering power of Ni-GDC deposition. These cells with different GDC volume fraction were tested under an operation condition of methane fuel with low S/C ratio (3% H₂O) and low temperature (500℃). Effects of GDC volume fraction on open circuit voltage (OCV) and electrochemical performance were demonstrated. As GDC volume fraction increases, OCV over 1.0 V is successfully achieved and the performance was improved up to an optimal composition. Long-term stability and resistance to carbon coking was evaluated by FE-SEM and XPS techniques.
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