Studies of transport and catalytic properaties of anode materials for IT-SOFC fuel cells

Thesis was aimed at providing state of development of anode materials in intermediate temperatures solid oxide fuels cells. The criteria for the anode of SOFC were presented. Method of reversed miscroemulsion syntheis of nanopowder of cerium oxide doped with four metals (Co, Cu, Fe, Mn) and measurements were discussed. Results of thermogravimetric analysis (TGA), X-ray crystallography (XRD), catalytic tests and conductivity measurements were presented. The highest catalytic activity showed material doped with Mn, the lower material doped with Fe and Co. Best in terms of conductivity were materials doped with Cu and Mn, worse Co and Fe. The most stable was material doped with Co, next was Mn, the less stable were Cu and Fe. Mn0,15Ce0,85O2 was considered as the optimal anode material for IT-SOFC fuel cells.

Praca miała na celu przedstawienie kierunku rozwoju materiałów anodowych dla średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych. Przedstawiono kryteria dla anody w ogniwach SOFC. Omówiono sposób syntezy nanoproszku tlenku ceru domieszkowanego czterema metalami (Co, Cu, Fe, Mn) metodą mikroemulsji odwróconej oraz sposoby jego badania. Zaprezentowano wyniki termicznej analizy grawimetrycznej (TGA), rentgenografii strukturalnej (XRD), testów katalitycznych oraz pomiaru przewodnictwa elektrycznego. Najwyższą aktywnością katalityczną wykazał się materiał domieszkowany Mn, niższą Fe i Co. Najlepszym pod względem przewodnictwa okazał się materiał domieszkowany Cu i Mn, a gorszym Co i Fe. Najbardziej stabilny okazał się materiał domieszkowany Co, następnie Mn, a niską stabilność wykazały materiały domieszkowane Cu i Fe. Za optymalny materiał anodowy dla ogniw IT-SOFC uznano Mn0,15Ce0,85O2.