Abstract
Composite air electrodes of 50/50 vol% LSM- YSZ where LSM =$\textrm{La}_{1-x}\textrm{Sr}_{x}\textrm{MnO}_{3}$(0$\leq$x$\leq$0.5) were prepared by colloidal deposition technique. The electrodes were then examined by scanning electron microscopy (SEM) and studied by ac impedance spectroscopy in order to improve the performance of a solid oxide fuel cell (SOFC). Reproducible impedance spectra were confirmed by using the improved cell, consisting of LSM- YSZ/YSZ/LSM-YSZ. These spectra were a strong function of operating temperature and the stable conditions for the cells were typically reached at $900^{\circ}C$. The typical spectra measured for an air//air cell at $900^{\circ}C$ were composed of two arcs. Addition of YSZ to the LSM electrode led to a pronounced decrease in cathodic resistivity of LSM-YSZ composite electrodes. Polishing the electrolyte surface to eliminate the influences of surface impurities could further reduce cathode resistivity. The cathodic resistivity of the LSM-YSZ electrodes with catalytic interlayer (Ni or Sr) was much smaller than that of LSM-YSZ electrodes without catalytic interlayer. In addition, the cathodic resistivity of the LSM-YSZ electrodes was a strong function of composition of electrode materials, the electrolyte geometry, and applied current.
50/50 vol% LSM-YSZ의 복합공기극(LSM=$\textrm{La}_{1-x}\textrm{Sr}_{x}\textrm{MnO}_{3}$(0$\leq$x$\leq$0.5))이 콜로이드 증착법에 의해 준비으며 주사전자현미경과 임피던스 분석기에 의해 연구되어졌다. 재현성있는 임피던스 스펙트럼들이 LSM-YSZ/YSZ/LSM-YSZ로 구성된 향상된 셀을 사용함으로써 얻어졌다. 이러한 셀들의 임피던스 스펙트럼들은 작동온도에 강하게 영향을 받았으며, 가장 안정된 조건은 $900^{\circ}C$에서 도달되어졌다. $900^{\circ}C$에서 공기//공기 셀에 대해 측정된 전형적인 임피던스 스펙트럼들은 2개의 불완전한 호(depressed arc)로 구성되었다. LSM전극에 대한 YSZ의 첨가는 LSM-YSZ 공기극의 저항 감소를 가져왔으며, 전해질 표면의 불순물의 영향을 제거하기 위한 연마는 공기극 저항을 더욱 감소시켰다. 또한 촉매층(Ni 혹은 Sr)을 가진 LSM-YSZ 전극은 촉매층이 없는 경우에 비해 공기극 저항의 감소를 가져왔다. LSM-YSZ 공기극 저항은 전극조성, 전해질의 형태, 인가 전류에 의해 영향을 받았다.
