Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77894
Title: Effects of metal doping on La2NiO4 as cathode for solid oxide fuel cell
Other Titles: ผลของการโดปโลหะบน La2NiO4 เพื่อเป็นแคโทดสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง
Authors: Ratanakorn Teerasarunyanon
Advisors: Soamwadee Chaianansutcharit
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Subjects: Solid oxide fuel cells
เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง
Issue Date: 2013
Publisher: Chulalongkorn University.
Abstract: The properties of La₀.₈Sr₀.₂)₂₋ₓCaₓNiO₄ (LSN-Caₓ), (La₀.₈Sr₀.₂)₂₋ₓCaₓNi₀.₉Co₀.₁O₄ (LSNC-Caₓ and La₂₋ₓ Caₓ Ni₀.₉₋ᵧ Co₀.₁(Fe,Zn)ᵧ O₄ (LNCF-Caₓ and LNCZ-Caₓ) as cathode materials for solid oxide fuel cell were investigated. All compounds prepared by modified citrate method exhibited K₂NiF₄-type with tetragonal structure using calcination and sintering temperature of 900℃ and 1350℃ for 10 hours, respectively. LSN-Caₓ and LSNC -Caₓ (x=0-0.5) substituted with Ca²⁺ on the A-site in composition of x=0.2 showed the single phase of K₂NiF₄-type structure and the highest electrical conductivity of 176.9 and 166.9 S/cm at 800℃, respectively. To improve oxygen permeation of La₂ Ni₀.₉ Co₀.₁O₄ (LNC), Ni-Site was firstly substituted with Fe³⁺ or Zn²⁺ to obtain LNC-Feᵧ and LNC-Znᵧ (y=0-0.2). Then Ca²⁺ was incorporated into La-site of LNC -Fe₀.₀₅ and LNC-Zn₀.₀₅ which had the highest oxygen permeation rate, to improve the electrical conductivity. The highest electrical conductivity was achieved for LNCF-Ca₀.₅ and LNCZ-Ca₀.₅ and the values were 98.4 and 84.9 S/cm at 800℃. Additionally, the single cell performance of LNCF-Ca₀.₅ and LNCZ-Ca₀.₅ with LSGM electrolyte was measured and maximum power densities were 322 and 312 mW/cm² at 800℃, respectively. This indicated that LNCF- Ca₀.₅ and LNCZ-Ca₀.₅ could be potential cathode materials for IT-SOFC.
Other Abstract: ศึกษาสมบัติของวัสดุสำหรับใช้เป็นแคโทดในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง (La₀.₈Sr₀.₂)₂₋ₓCaₓ NiO₄ (LSN-Caₓ), (La₀.₈Sr₀.₂)₂₋ₓCaₓNi₀.₉Co₀.₁O₄ (LSNC-Caₓ และ La₂₋ₓ Caₓ Ni₀.₉₋ᵧ Co₀.₁ (Fe,Zn)ᵧ O₄ (LNCF-Caₓ and LNCZ-Caₓ) แสดงโครงสร้าง K₂NiF₄ แบบเตตระโกนัล และสามารถสังเคราะห์ได้จากวิธีซีเทรตประยุกต์โดยการเผาและชินเทอร์ที่อุณหภูมิ 950 และ 1350 องศาเซลเซียสเป็น เวลา 10 ชั่วโมงตามลำดับ LSN-Caₓ and LSNC -Caₓ (x=0-0.5) ที่มีการแทนที่ไอออนตำแหน่ง A ด้วย ไอออน Ca²⁺ สัดส่วน x=0.2 แสดงโครงสร้างเฟสเดี่ยวและให้ค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด คือ 176.9 และ 166.9 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตรที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียสตามลำดับ พัฒนาการซึมผ่านออกซิเจนของ La₂ Ni₀.₉ Co₀.₁O₄ (LNC) โดยแทนที่นิกเกิลด้วยไอออน Fe³⁺ และ Zn²⁺ ได้เป็น LNC-Feᵧ และ LNC-Znᵧ (y= 0-0.2) จากนั้นทำการเติมไอออน Ca²⁺ ที่ตำแหน่งแลนทานัมใน LNC -Fe₀.₀₅ และ LNC-Zn₀.₀₅ ที่มี ค่าการซึมผ่านออกซิเจนสูงที่สุดของแต่ละรพบบเพื่อเพิ่มค่าการนำไฟฟ้า พบว่า LNCF-Ca₀.₅ และ LNCZ- Ca₀.₅ ให้ค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดคือ 98.4 และ 84.9 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตรที่ 800 องศาเซียสตามลำดับ นอก จากนี้ได้ทำการวัดประสิทธิภาพเซลล์เดี่ยวของ LNCF-Ca₀.₅ และ LNCZ-Ca₀.₅ กับอิเล็กโทรไลต์ LSGM พบว่าให้ค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ 322 และ 312 มิลลิวัตต์ต่อตาราลเซนติเมตรที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส ตามลำดับ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็งที่อุณหภูมิปานกลางได้
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77894
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.5
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2013.5
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Ratanakorn_te_front_p.pdfCover and abstract962.13 kBAdobe PDFView/Open
Ratanakorn_te_ch1_p.pdfChapter 11.3 MBAdobe PDFView/Open
Ratanakorn_te_ch2_p.pdfChapter 2921.74 kBAdobe PDFView/Open
Ratanakorn_te_ch3_p.pdfChapter 32.35 MBAdobe PDFView/Open
Ratanakorn_te_ch40_p.pdfChapter 4646.24 kBAdobe PDFView/Open
Ratanakorn_te_back_p.pdfReference and appendix1.3 MBAdobe PDFView/Open


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