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<div class="csl-entry">Kubicek, M. (2009). <i>Zusammenhänge zwischen elektrochemischen Eigenschaften und der Oberflächenzusammensetzung von La0,6Sr0,4CoO3-[delta] Elektroden</i> [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-33097</div>
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Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
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dc.description
Zsfassung in engl. Sprache
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dc.description.abstract
Hochtemperatur-Brennstoffzellen stellen eine vielversprechende Technologie auf dem Gebiet der Gewinnung elektrischer Energie dar.<br />Mehrere Unternehmen weltweit bieten bereits heute Systeme unterschiedlicher Größe an, in den kommenden Jahren könnten Brennstoffzellen eine Schlüsseltechnologie auf dem Weg zu einer effizienteren und dezentralen Energieversorgung sein.<br />Die Kathode, der Ort der Sauerstoffreduktion, trägt substanziell zum Polarisationswiderstand einer Zelle bei und begrenzt damit den Wirkungsgrad. Aus diesem Grund stehen Brennstoffzellen-Kathoden im Fokus der Forschung von Arbeitsgruppen in der ganzen Welt. Einerseits wird an der Erforschung neuer Elektrodenmaterialien gearbeitet, andererseits wird versucht, bereits bekannte Materialien genauer zu analysieren und zu optimieren. In dieser Arbeit wurde anhand von dichten La0,6Sr0,4CoO3-[delta] (LSC) Elektroden der zweite Weg gewählt. Die in unserer Arbeitsgruppe hergestellten LSC-Elektroden zeigen eine sehr schnelle Sauerstoff-Einbaukinetik[1], wobei die Temperatur im PLD-Schichtherstellungsprozess und die thermische Nachbehandlung eine entscheidende Rolle für die Sauerstoff- Einbaukinetik der LSC-Schichten spielen. In dieser Arbeit wurden unter anderem mittels ToF-SIMS die Unterschiede zwischen Elektroden nach unterschiedlicher thermischer Behandlung genauer untersucht. Ebenfalls im Fokus stand das Phänomen der elektrochemischen Aktivierung[2] für La0,6Sr0,4CoO3-[delta] Elektroden.<br />Basismethode zur Bestimmung der elektrochemischen Eigenschaften war die elektrochemische Impedanzspektroskopie EIS. Mit Hilfe von 18O Austausch-Experimenten wurden weitere Erkenntnisse über den Aufbau und die Aktivität der La0,6Sr0,4CoO3-[delta] Elektroden gewonnen. Diese Kombination von Methoden ermöglichte das Auffinden wichtiger Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von LSC-Elektroden. Unter anderem wurde dabei eine Korrelation zwischen der Segregation von Strontium an die Oberfläche und der Sauerstoff-Reduktions-Kinetik von LSC-Elektroden festgestellt. Selbst Elektroden mit guter Einbaukinetik zeigten eine Strontium-Anreicherung an der Oberfläche, die sich bei Degradation noch deutlich verstärkt. Die Strontiumanreicherung wurde übereinstimmend in SIMS-, LEIS- und XPS-Messungen beobachtet.<br />
de
dc.description.abstract
Solid oxide fuel cells promise to be a very efficient means for producing electricity from a combustion reaction. While today this new technology may still sound exotic, several companies worldwide already offer a variety of different SOFC systems. In the next years solid oxide fuel cells might prove to be a key technology for a highly efficient and decentralized electrical energy system. The cathode, the place of oxygen reduction is often responsible for a substantial part of the total polarisation resistance. For this reason cathode materials are subject to scientific research around the world.<br />Two different pathways are followed. On one side there is a lot of interest in new cathode materials, while other groups concentrate on the better understanding and improvement of existing materials. This work follows the second pathway by investigating dense La0,6Sr0,4CoO3-[delta] electrodes. Cathodes of our group[1] show very fast oxygen reduction kinetics, respectively very low polarization resistances, but long term stability is an issue. This work focuses on the investigation of changes in composition of the electrodes during degradation. ToF-SIMS was the method of choice for these measurements, supplemented by other surface analysis methods such as LEIS and XPS. Another part of this work investigates the effect of electrochemical activation[2] for La0,6Sr0,4CoO3-[delta] electrodes. 18O exchange experiments were performed to provide more information on composition and activity of the electrode material. Electrochemical impedance spectroscopy was the method used to quantify the electrochemical performance and thus to establish structure-property relations.<br />Among others a clear correlation between the segregation of strontium to the surface and oxygen-reduction-kinetics of the LSC-electrodes was found. Strontium enrichment at the surface is observed in all LSC-films and could be confirmed by SIMS, LEIS und XPS. The amount of strontium enrichment is a qualitative measure for the electrode polarization resistance: The more strontium enrichment, the higher the polarization.<br />
en
dc.language
Deutsch
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dc.language.iso
de
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
Festkörperelektrochemie
de
dc.subject
SOFC
de
dc.subject
Elektrodenkinetik
de
dc.subject
La0,6Sr0,4CoO3-δ
de
dc.subject
gemischte Leiter
de
dc.subject
Perowskit
de
dc.subject
Brennstoffzelle
de
dc.subject
Oberflächenchemie
de
dc.subject
SIMS
de
dc.subject
SOFC Elektroden
de
dc.subject
Solid State Ionics
en
dc.subject
SOFC
en
dc.subject
electode kinetics
en
dc.subject
La0,6Sr0,4CoO3-δ
en
dc.subject
mixed conductor
en
dc.subject
perovskite
en
dc.subject
fuel cell
en
dc.subject
surface chemistry
en
dc.subject
SIMS
en
dc.subject
SOFC electrodes
en
dc.title
Zusammenhänge zwischen elektrochemischen Eigenschaften und der Oberflächenzusammensetzung von La0,6Sr0,4CoO3-[delta] Elektroden
de
dc.title.alternative
Correlations between electrochemical properties and surface composition of La0,6Sr0,4CoO3-[delta] electrodes
en
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Markus Kubicek
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tuw.version
vor
-
tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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tuw.publication.orgunit
E164 - Institut für Chemische Technologien und Analytik