Submicron thick solid electrolyte membrane is essential to the implementation of low temperature solid oxide fuel cell, and, therefore, development of new electrode structures is necessary for the submicron thick solid electrolyte deposition while providing functions as current collector and fuel transport channel. In this research, a nickel membrane with multi-stage nano hole array has been produced via modified two step replication process. The obtained membrane has practical size of 12mm diameter and $50{\mu}m$ thickness. The multi-stage nature provides 20nm pores on one side and 200nm on the other side. The 20nm side provides catalyst layer and $30\~40\%$ planar porosity was measured. The successful deposition of submicron thick yttria stabilized zirconia membrane on the substrate shows the possibility of achieving a low temperature solid oxide fuel cell.
Recently, a new type of solid oxide fuel cells has been developed employing extremely thin oxide electrolyte. These fuel cells are expected to operate at significantly reduced temperature compared to conventional solid oxide fuel cells. Accordingly, they may resolve the stability and material selection issues of high temperature fuel cells. Furthermore, they may eliminate the limitations of polymer membrane fuel cells whose operation temperature is under $100^{\circ}C$. In this paper, we review the electrolytes for intermediate temperature operation. Then, we discuss the current development of thin film solid oxide fuel cells that possibly operated at low temperatures.
This study aims to devise and analyze a power generation system combining the solid oxide fuel cell and oxy-fuel combustion technology. The fuel cell operates at an elevated pressure, a constituting a SOFC/gas turbine hybrid system. Oxygen is extracted from the high pressure cathode exit gas using ion transport membrane technology and supplied to the oxy-fuel power system. The entire system generates much more power than the fuel cell only system due to increased fuel cell voltage and power addition from oxy-fuel system. More than one third of the power comes out of the oxy-fuel system. The system efficiency is also higher than that of the fuel cell only system. Recovering most of the generated carbon dioxide is major advantage of the system.
This work involves a method for modeling the flow distribution in the stack of a solid oxide fuel cell. Towards this end, a three dimensional modeling of the flow through a Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) stack was carried out using the CFD analysis. This paper examines the efficacy of using cold flow analysis to describe the flow through a SOFC stack. It brings out the relative importance of temperature effect and the mass transfer effect on the SOFC manifold design. Another feature of this study is to utilize statistical tools to ascertain the extent of uniform flow through a stack. The results showed that the cold flow analysis of flow through SOFC might not lead to correct manifold designs. The results of the numerical calculations also indicated that the mass transfer across membrane was essential to correctly describe the cathode flow, while only temperature effects were sufficient to describe the anode flow in a SOFC.
Sustainable shipping depends on eco-friendly energy solutions. This paper reviews methods for predicting marine fuel cell performance, including empirical approaches, physical modeling, data-driven techniques, and hybrid methods. Accurate prediction models tailored to the marine environment's unique conditions are crucial for operational efficiency. By evaluating the strengths and weaknesses of each method, this study provides a comprehensive analysis of effective strategies for forecasting polymer electrolyte membrane fuel cell and solid oxide fuel cell performance in marine applications. These insights contribute to the advancement of eco-friendly shipping technologies and enhance fuel cell performance in challenging marine environments.
Mixed-conducting oxide powders, $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ (BCY) and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ (SCY) powders have been prepared by a solid-state reaction method. Xray diffraction patterns of the prepared powders showed the sharp peaks of the $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ phases. The oxide powders that were prepared by attrition milling showed rather large particles and severe necking between particles in FE-SEM images as well as residual reactant ($BaCO_3$) and secondary phases ($SrCeO_3$ and $CeO_2$) in XRD patterns. The oxide powders prepared using ball milling showed particles under approximately 500 nm and typical XRD patterns of the $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ phases. Ceramic membranes of the $BaCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ and $SrCe_{0.9}Y_{0.1}O_{2.95}$ phases were fabricated by the aerosol deposition method using the oxide powders synthesized.
본 연구에서는 고체알칼리 연료전지용 이오노머 바인더 용액 제조를 위하여 poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide)(PPO)를 동결 분쇄하고 4급 암모늄화 반응을 진행하여 음이온 전도성 이오노머(quaternized PPO, QPPO) 용액을 제조하였다. QPPO 이오노머 바인더 용액의 종류를 고분자의 분쇄 시간을 통하여 제조하였고, 이에 따른 분산도, 입자의 크기 및 전기화학적 성능 등을 분석하였다. 이를 통해 기존의 비 분쇄 고분자를 활용하여 제조한 이오노머 바인더 용액보다 분쇄 고분자를 활용한 이오노머 바인더 용액이 높은 고분자 분산도와 낮은 입자 크기를 확보하였다. 제조한 이오노머 바인더 용액(BPPO-G120s)의 최대 이온전도도는 $0.025S\;cm^{-1}$이었으며, 이온교환용량은 $1.26meq\;g^{-1}$을 보였다.
연료전지는 소음이 낮고$CO_2$ 배출이 없는 친환경적 특성을 기반으로 항공기 추진시스템에 적용되고 있으며, 현재 연료전지를 탑재한 여러 종류의 무인항공기와 소형 유인항공기 개발이 진행되고 있다. 항공기용 연료전지는 대표적으로 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)방식과 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 방식으로 분류되며, 항공기의 임무 및 운용조건에 적합한 연료전지 시스템이 개발되고 있다. 무인항공기의 경우 대부분 PEM 연료전지 기술을 기반으로 군용 또는 상용으로 활용할 수 있는 다양한 형태와 크기의 항공기가 개발되고 있으며, 시스템의 안정성과 운용시간이 더욱 향상될 것이다. 소형 유인항공기에서는 추진시스템을 연료전지로 대체하기 위한 많은 연구가 수행되고 있으며, 또한 대형 상용 항공기의 보조동력장치(APU)에 연료전지를 적용하여 성능을 높이기 위한 개발이 진행되고 있다. 향후, 연료전지항공기는 연료전지의 전력밀도 증가와 더불어 신뢰성과 효율을 더욱 향상시킬 것으로 기대된다.
Perovskite type ceramic membranes which exhibit dual ion conduction (proton and oxygen ion conduction) can permeate water and can aid solving operational problems such as temperature gradient and carbon deposition associated with a working solid oxide fuel cell. From this point of view, it is crucial to reveal water transport mechanism and especially the nature of the surface sites that is necessary for water incorporation and evolution. $BaCe_{0.8}Y_{0.2}O_{3-{\alpha}}$ (BCY20) was used as a model proton and oxygen ion conducting membrane in this work. Four different catalytically modified membrane configurations were used for the investigations and water flux was measured as a function of temperature. In addition, CO was introduced to the permeate side in order to test the stability of membrane against water and $CO/CO_2$ and post operation analysis of used membranes were carried out. The results revealed that water incorporation occurs on any exposed electrolyte surface. However, the magnitude of water permeation changes depending on which membrane surface is catalytically modified. The platinum increases the water flux on the feed side whilst it decreases the flux on the permeate side. Water flux measurements suggest that platinum can block water permeation on the permeate side by reducing the access to the lattice oxygen in the surface layer.
The "O"S' BONDING make metallic and non-metalic crystal structures and form localized superconducting orbitals , which induce electrical conduction , semi-conduction, and superconduction. The orbitals are proced by Ampere's law, Faraday's law , Meissner effect, highcritical temperature of thecopper oxide layers. abnomal trans-membrane signal in cancer cell and plastic deformations bytwins and dislocations, In the case of alloying metals, the most deterimentla cases of electrical conduction are those of solid solution and intermetalic compound . The highest case for the hardness are also those of solid solution and intermetallic compound. It explains the contributions of the "O"S' BONDING for conduction bands and plastic deformation by twins and dislocations.ns and dislocations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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