Abstract:
สารประกอบเพอรอฟสไกต์ออกไซด์แบบสามชั้นของ LaSr₂.₇Ca₀.₃Fe₃O₁₀ (LSCa₀.₃) และ LaSr₂.₅Ca₀.₅Fe₃O₁₀ (LSCa₀.₅) สามารถเตรียมได้ด้วยวิธีไนเตรตซิเตรตประยุกต์ และนำไปพัฒนาเป็นขั้วไฟฟ้าคอมโพสิตแคโทดในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง ศึกษาประสิทธิภาพของเซลล์เดี่ยวที่ใช้ขั้วแคโทดคอมโพสิตชนิดต่างๆ ที่มี LSGM เป็นอิเล็กโทรไลต์ และ NiO-Fe₂O₃ เป็นขั้วแอโนด จากค่าความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าและค่าอิมพีแดนซ์ ผลการศึกษาพบว่า เซลล์เดี่ยวที่ใช้ขั้วไฟฟ้าแคโทดคอมโพสิตร่วม LSCa₀.₃-LSCa₀.5 ในอัตราส่วน 50:50% โดยน้ำหนัก และเซลล์เดี่ยวที่ใช้ขั้วไฟฟ้าแคโทด 2 ชั้นของ LSCa₀.₃-LSCa₀.₅ ให้ค่าความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าสูงกว่าเซลล์เดี่ยวที่ใช้ขั้วไฟฟ้าชนิดเดียวของ LSCa₀.₃ และ LSCa₀.₅ นอกจากนี้ยังให้ค่าความต้านทานจำเพาะต่อพื้นผิวต่ำกว่าด้วย ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระดับจุลภาคและการนำออกไซด์ไอออนของสารที่ดี ในขณะที่เซลล์เดี่ยวที่ใช้ขั้วไฟฟ้าแคโทดคอมโพสิตของ LSCa₀.₃-LSGM ในอัตราส่วน 50:50% โดยน้ำหนัก และขั้วไฟฟ้าแคโทดคอมโพสิตของ LSCa₀.₅-LSGM ในอัตราสวน 50:50% โดยน้ำหนัก จะให้ค่าความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าต่ำ และมีค่าความต้านทานจำเพาะต่อพื้นผิวสูง เนื่องจากสมบัติการนำอิเล็กตรอนที่น้อยของ LSGM และการยึดเกาะระหว่างขั้วแคโทดและอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ดี ซึ่งในงานวิจัยนี้พบว่าเซลล์เดี่ยวที่ใช้ขั้วไฟฟ้าแคโทด 2 ชั้นของ LSCa₀.₃-LSCa₀.₅ โดยการเคลือบ LSCa₀.₃ ลงบนชั้นของ LSCa₀.5 จะให้ค่าความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าสูงที่สุด เท่ากับ 465.39 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตร ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส และเซลล์มีอายุการใช้งานประมาณ 120 นาที
