Study of ReBa2Fe3O8+δ (Re = Nd, Sm, Pr) perovskites as electrodes of symmetrical solid oxide fuel cells

Étude des pérovskites ReBa2Fe3O8+δ (Re = Nd, Sm, Pr) comme électrodes de piles à combustible symétriques à oxyde solide Les pérovskites ReBa2Fe3O8+σ (Re = Nd, Sm, Pr) et NdBa2Fe3O8+σ dopées au Nb sontétudiées ici comme matériaux potentiels pour les électrodes de piles à combustible à oxyde solide symétriques. Des techniques d'analyse telles que la diffraction des rayons X (XRD) à haute température et à température ambiante, la microscopie électronique à balayage (SEM), la microscopie électronique à transmission (TEM), l'analyse thermogravimétrique (TGA), la dilatométrie et la mesure de la conductivité ont été employées pour caractériser les propriétés morphologiques, structurales et électriques des échantillons. Des expériences de diffraction dans des atmosphères oxydantes et réductrices ont également été réalisées pour garantir la stabilité des matériaux d'électrode en tant qu'électrodes de SOFC symétriques. La caractérisation électrochimique est mise en oeuvre par le biais de tests de piles à combustible, ainsi que par la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS), réalisée sur des piles symétriques supportéespar l'électrolyte. Des méthodes analytiques telles que la mesure du circuit équivalent (ECM) sont employées pour extraire des informations à partir des données d'EIS.La XRD a montré que tous les échantillons ont une structure cubique avec une symétrie de groupe d'espace ����3̅��. Cependant, lors des expériences TEM, il a été observé que les échantillons, spécialement SmBa2Fe3O8+σ, présentent un nano-ordre proche de celui des pérovskites quintuples. Les échantillons sont stables dans les environnements oxydants et réducteurs et ont des coefficients de dilatation thermique compatibles avec les autres composants de la cellule. Les échantillons à base de Nd et de Pr présentent la conductivité électrique la plus élevée. Une optimisation détaillée du processus de fabrication des cellules symétriques électrochimique est réalisée. Les mesures EIS ont montré que les échantillons à base de Nd et de Pr avec une structure cubique désordonnée présentaient la résistance spécifique de surface la plus faible, tandis que SmBa2Fe3O8+σ avec unestructure de type pérovskites quintuple, présentait la résistance spécifique de surface la plus élevée. Les tests réalisés sur les piles à combustible ont montré que les électrodes sont bien fonctionnelles