Title: The effect of voltage on the characteristics of La0.6Sr0.4CoO3-δ thin film model electrodes for SOFC cathodes
Language: English
Authors: Redaelli, Michele 
Qualification level: Diploma
Keywords: SOFC; LSC; Mikroelektroden; IV Eigenschaften; Impedanzspektroskopie; Degradation
SOFC; LSC; microelectrodes; I-V characteristics; Impedance Spectroscopy; Degradation
Advisor: Fleig, Jürgen 
Issue Date: 2011
Number of Pages: 93
Qualification level: Diploma
Abstract: 
In der vorliegenden Arbeit wurden La0.6Sr0.4CoO3-[delta] Dünnschicht-Mikroelektroden auf YSZ-Einkristallen mittels Impedanzspektroskopie und Strom-Spannungs-(I-V)-Messungen untersucht.
Der Einsatz von mikrostrukturierten Dünnschicht-Elektroden erlaubt eine bessere Definition der geometrischen Parameter. Die Einflüsse verschiedener Abscheidungparameter (Abscheidungstemperatur und Abstand zwischen Target und Substrat) sowie der experimentellen Bedingungen (Temperatur, angelegte Spannung, Degradation) auf die elektrochemischen Eigenschaften der Elektroden wurden untersucht. Die experimentellen Daten wurden bearbeitet, um Fehlerquellen durch das Messverfahren zu entfernen (z. B. Thermospanung, Überspannung) und an Modelle angepasst um Informationen über den Pfad von Sauerstoffreduktion und -einbau zu gewinnen. Einerseits wurden Proben mit unterschiedlichen Abscheidungsbedingungen gemessen bevor diese durch Degradationsmechanismen verändert wurden. Andererseits wurden verschiedene Degradationsprozesse, verursacht durch Temperatur oder Spannung, untersucht. Impedanzspektroskopie, sowie Strom / Spannung Messungen wurden vor, während und am Ende des Degradationsprozesses durchgeführt. Die gewonnenen Daten zeigen, wie die unterschiedlich hergestellten Elektroden auf die langfristige Exposition bei verschiedenen Temperaturen und Spannungen reagieren. Die Abscheidungsparameter zeigen offenbar einen starken Einfluss auf die Eigenschaften der Elektroden in Bezug auf deren Widerstandswerte und I-V Charakteristik. Eine ausgeprägte Aktivierung der Elektroden in Bezug auf deren Widerstand wurde nach Anlegen eine Überspannung bei IS-Messungen für viele Proben festgestellt. Dieser Effekt wurde noch deutlicher an degradierten Proben beobachtet, auch in jenen Fällen, in denen dies vor der Degradation nicht beobachtet wurde.

In the present work pulsed laser deposited La0.6Sr0.4CoO3-[delta] thin film microelectrodes on YSZ single crystals were investigated by impedance spectroscopy (IS) and DC measurements.
The use of microstructured thin film electrodes allowed a better definition of the geometrical parameters. The influences of different deposition parameters (deposition temperature and target distance) as well as those of experimental conditions (temperature, applied voltage, sample prehistory) on the electrodes properties were studied. The experimental data were edited in order to remove sources of errors due to the measurement procedure (e.g. thermal offset), use the correct scaling and refer them to more representative parameters (overpotential).
First of all, the properties of the samples prepared with different deposition configurations were measured before any significant degradation process could affect them. After these studies the samples were subjected to two different degradation processes: one involving just an exposure to the measuring temperature, the second one also applying a voltage during the degradation process. Current-Voltage (I-V) measurements as well as IS measurements were carried out before, during and at the end of the degradation procedure. The obtained data show how the electrodes deposited at different conditions respond to the long term exposure at different temperatures and voltages.
The deposition parameters appeared to strongly influence the electrode properties in terms of electrode resistance values and I-V characteristics. When applying a DC overpotential during IS measurements, a pronounced activation process for the electrode resistance was found for many samples. This effect became even more pronounced on the degraded samples, appearing also in those cases where before degradation it was not or just slightly noticed.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-38562
http://hdl.handle.net/20.500.12708/9362
Library ID: AC07810768
Organisation: E164 - Institut für Chemische Technologien und Analytik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
Appears in Collections:Thesis

Show full item record

Page view(s)

9
checked on Feb 18, 2021

Download(s)

59
checked on Feb 18, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in reposiTUm are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.