การพัฒนาประสิทธิภาพของ Ruddlesden-Popper oxides PSFO10 สาหรับใช้งานเป็นขั้วแคโทดในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์ของแข็ง

Abstract

สาร Ruddlesden-Popper oxides PrSr₃Fe₃O₁₀-δ (PSFO10) เป็นสารที่ถูกนำมาใช้เป็นขั้วแคโทด ในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งสำหรับใช้งานที่อุณหภูมิปานกลาง ในงานวิจัยนี้ได้ทำการปรับเปลี่ยน อัตราส่วนของเพรซิโอดิเมียมใน PrxSr₄-xFe₃O₁₀-δ (x = 0.8-1.2) เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพของสารแคโทด PSFO10 ศึกษาผลของการโดป Pr ที่มีต่อโครงสร้างผลึก ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของเซลล์และค่าความ ต้านทานโพลาไรเซชัน พบว่า ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส การโดป Pr เป็น 0.8, 0.9, 1.0, 1.1 และ 1.2 โมล วัดค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดของเซลล์เดี่ยว ซึ่งใช้ La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.₂O₃ (LSGM) หนา 0.3 มิลลิเมตร เป็น แผ่นอิเล็กโทรไลต์ ได้ค่าเท่ากับ 40.92, 24.53, 125.82, 279.94 และ 88.53 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ตามลำดับ ในกลุ่มสาร PrxSr₄-xFe₃O₁₀-δ พบว่าการโดป Pr 1.1 โมล ให้ค่าความต้านทานโพลาไรเซชันต่ำที่สุด มีค่าเท่ากับ 0.30 โอห์มต่อตารางเซนติเมตร และให้ค่ากาลังไฟฟ้าสูงที่สุด มีค่าเท่ากับ 279.94 มิลลิวัตต์ต่อ ตารางเซนติเมตรที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส การลดอุณหภูมิการทำงานของเซลล์ มีผลให้ประสิทธิภาพ ของเซลล์เชื้อเพลิงมีค่าลดลงและทำให้ความต้านทานโพลาไรเซชันเพิ่มขึ้น