生产经济可行的固体氧化物燃料电池(SOFCs)

固体氧化物燃料电池（SOFC）具有高能量转换效率，并因此需要低制造成本。事实上，与其他燃料电池设计相比，SOFC可以在标准和氢燃料上工作。这些因素使SOFC成为最受研究的燃料电池设计之一。然而，生产过程特别具有挑战性，目前的制造成本必须改善以实现经济可行性。

SOFC阳极

SOFC阳极是三相材料，包含钇稳定氧化锆，镍和气体传导(孔欧洲杯足球竞彩)相。产生能量的电化学反应发生在所有三个相的交界处，称为三相边界(TPB)。

可视化SOFC微结构的工具

有几种工具可用来以足够的分辨率以三维格式查看复杂的SOFC微结构。采用聚焦离子束铣削和扫描电子显微复制技术，通过连续铣削薄片和成像获得三维数据。随后的图像被重建成三维空间。尽管这种技术提供了高分辨率，但它有两个主要问题;视场极其有限，样品被完全破坏。这种破坏阻止了微和纳米结构的可重复测量，这是压力或温度等不同条件的优点。这些数据对于更好地了解老化和失效机制非常重要。

Xradia Ultraxrm 3D X射线显微镜

Xradia公司设计的UltraXRM 3D x射线纳米层析成像系统通过提供非破坏性、高分辨率成像，克服了这些问题。与同步x射线源一起，ultraxrmr - s200可以对驱动燃料电池性能的关键方面进行即时和无损测量，包括电子电导率、TPB长度和SOFC孔隙度。

方法

超xrm - s200 x射线纳米层析成像系统改善了SOFC阳极研究的两个重要方面。

通过测量孔隙度进行REV量化

REV或代表基本体积是指需要考虑的最小体积，以完全区分结构。为了计算SOFC阳极的REV，使用Xradia UltraXRM-S200检测了微小截面的孔隙率。这使得孔隙空间体积除以总体积。然后对两个个体样本进行测量，预期达到的共同REV约为80体素，如下图所示。

图1。孔隙率测量的收敛性与具有4.6μm的侧长度的立方体相对应。

一幅视野为30µm的SOFC阳极样品的高分辨率三维图像有助于在一次扫描中显示约40转的转速，分辨率为30 nm。该样品在成像期间和之后都没有受到影响，可以用于进一步的测试和调查目的。

量化性能关键因素：孔隙，TPB和连接

SOFC阶段中的不同吸收水平提供了更好地了解用于计算诸如电子电导率，连接孔隙率，TPB等的性能参数的模型，如下后的NI k吸收边缘和断层扫描仪将收集光子能量，UltraxRM-S200系统在粒状阳极中显示出不同的吸收率。这有助于检测镍相的位置，与氧化钇稳定的氧化锆和孔相分离。下面给出的图示出了一种这种测量的结果，其可用于预测最终设备的性能并改善设计和制造程序。

图2。(A) x射线吸收光谱能够精确识别三种不同的相-镍相(红色)，钇稳定氧化锆(蓝色)和孔(空)-构成SOFC阳极。(B)利用这个结果，可以计算出直接指示器件性能的各种不同参数。

结论

结合同步X射线源，Xradia UltraXRM-S200提供大型视野，并提供高空间分辨率，从而允许无损测量微型和纳米结构以及关键装置参数的精确测量。现在可以确定电子电导率，连接孔隙度和TPB长度等性能参数，并有助于提高SOFC技术的制造工艺和经济可行性。

这些信息已经从Xradia提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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