维也纳理工大学
原位可编程逻辑器件测量过程中的等离子体羽流
学分:维也纳理工大学 图维恩的研究人员正在研究可以用来降低固体氧化物燃料电池工作温度的新材料
为此，他们采用了一种创新的方法
固体氧化物燃料电池由三个重要部分组成:阳极、阴极和电解质
当氧气进入阴极时，氧气通过电解质输送到阳极，在那里氧气与氢气反应生成水
燃料电池能够将过程中释放的能量转化为电能
因此，燃料电池越来越多地用于固定能源供应和汽车工业
为了将固体氧化物燃料电池的工作温度从目前的800℃降低到450℃到600℃，图文的科学家们正在研究适合在这一较低温度下用作阴极的替代材料
马库斯·库比塞克和他的团队最近在《材料化学杂志》上发表了他们的材料分析结果
降低工作温度 自20世纪80年代以来，固体氧化物燃料电池已经建成
现在，研究人员正试图开发新的燃料电池，这种电池具有高的长期稳定性，并且制造成本更低
为此，有必要将工作温度降至约450℃至600℃
对于固体氧化物燃料电池在较低温度下的运行，特别是阴极处相当缓慢的氧交换是一个瓶颈
因此，世界各地的研究人员都在寻找方法来开发新的电极材料，即使在较低的温度下也能足够快地掺入氧气
马修·西本霍夫和克里斯托夫·里德尔在实验室
学分:维也纳理工大学 氧交换途径 “技术电化学”研究部门的科学家们多年来一直在研究所谓的混合导电材料
这类材料的氧化物特别适用于燃料电池阴极，因为它们能在较高温度下传导氧离子和电子
这主要通过缺陷起作用，我
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有意引入材料的与理想晶格的最小偏差
“这些材料内部最重要的缺陷是氧空位、电子和空穴
为了能够有针对性地优化这些材料，更好地理解这些缺陷在氧结合反应中的作用是非常重要的，”FWF项目“生长过程中氧化薄膜的原位表征”的负责人Markus Kubicek解释道
“研究人员现在已经成功做到了这一点
全球独一无二的测量技术 为了测量氧结合反应的动力学，研究人员使用了“原位PLD”测量，这在世界范围内是独一无二的
电极材料用激光沉积在真空室中，并在沉积后使用阻抗谱直接测量
“因为即使是最小的杂质也会对测量结果产生很大影响，所以我们需要一种能够检测原始电极表面的测量方法
我们第一次在这里成功做到了这一点，”固态离子学研究小组的克里斯托夫·里德尔解释说
“只有通过我们在这里开发的原位方法，我们才能够完美地将理论模拟和实际测量结果结合起来，”他补充道
不同的材料，相同的氧气路径 研究人员用他们的测量方法研究了五种有希望的材料表面的氧交换反应
“我们测量的一个亮点是，我们第一次能够观察到，在非常不同的材料上，氧交换反应似乎遵循相同的机理，”马特休斯·西本霍夫描述道
“这里的一个决定性因素是表面氧空位的可用性
" “固态离子学”工作组组长于尔根·弗莱格总结道:“在这项研究中，我们能够结合过去几年的各种研究成果和实验发展，从而更好地描述和理解固体氧化物燃料电池领域中最重要的反应
"
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