Microstructural 3D reconstruction and performance evaluation of LSCF cathodes obtained by electrostatic spray deposition

Chemistry of Materials

Volumn 23, Issue 24, 2011, Pages 5340-5348

  Marinha, Daniel ^a   Dessemond, Laurent ^a   Cronin, J Scott ^b   Wilson, James R ^b   Barnett, Scott A ^b   Djurado, Elisabeth ^a  

^a CNRS   (France)

^b Northwestern University   (United States)

Author keywords

3D; electrostatic spray deposition; ESD; FIB SEM; impedance spectroscopy; LSCF; MIEC; SOFC; tomography

Indexed keywords

3D; ELECTROSTATIC SPRAY DEPOSITION; ESD; FIB-SEM; IMPEDANCE SPECTROSCOPY; LSCF; MIEC;

CATHODES; DEPOSITS; ELECTRIC IMPEDANCE MEASUREMENT; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTRON BEAMS; ELECTROSTATIC DEVICES; ELECTROSTATIC DISCHARGE; GADOLINIUM; MICROSTRUCTURE; MORPHOLOGY; SOLID OXIDE FUEL CELLS (SOFC); TOMOGRAPHY;

THREE DIMENSIONAL;

EID: 84055193009     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm2016998     Document Type: Article

References (77)

1. Tai, L. W.; Nasrallah, M. M.; Anderson, H. U.; Sparlin, D. M.; Sehlin, S. R. Solid State Ionics 1995, 76, 259-271
2. Tai, L. W.; Nasrallah, M. M.; Anderson, H. U.; Sparlin, D. M.; Sehlin, S. R. Solid State Ionics 1995, 76, 273-283
3. Tsipis, E. V.; Kharton, V. V. J. Solid State Electrochem. 2008, 12, 1039-1060
4. Kan, C. C.; Kan, H. H.; Van Assche, F. M.; Armstrong, E. N.; Wachsman, E. D. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, B985-B993
5. Xie, Y. S.; Neagu, R.; Hsu, C. S.; Zhang, X. G.; Deces-Petit, C.; Qu, W.; Hui, R.; Yick, S.; Robertson, M.; Maric, R.; Ghosh, D. J. Fuel Cell Sci. Technol. 2010, 7, 021007-6
6. Lee, J. W.; Liu, Z.; Yang, L.; Abernathy, H.; Choi, S. H.; Kim, H. E.; Liu, M. L. J Power Sources 2009, 190, 307-310
7. Beckel, D.; Bieberle-Hutter, A.; Harvey, A.; Infortuna, A.; Muecke, U. P.; Prestat, M.; Rupp, J. L. M.; Gauckler, L. J. J. Power Sources 2007, 173, 325-345
8. Baque, L.; Serquis, A. Appl. Surf. Sci. 2007, 254, 213-218
9. Baque, L.; Caneiro, A.; Moreno, M. S.; Serquis, A. Electrochem. Commun. 2008, 10, 1905-1908
10. Peters, C.; Weber, A.; Ivers-Tiffée, E. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, B730-B737
11. Marinha, D.; Hayd, J.; Dessemond, L.; Ivers-Tiffée, E.; Djurado, E. J. Power Sources 2011, 196, 5084-5090
12. Adler, S. B. Chem. Rev. 2004, 104, 4791-4843
13. Ganan-Calvo, A. M.; Davila, J.; Barrero, A. J. Aerosol Sci. 1997, 28, 249-275
14. Chen, C. H.; Kelder, E. M.; vanderPut, P. J. J. M.; Schoonman, J. J. Mater. Chem. 1996, 6, 765-771
15. Marinha, D.; Rossignol, C.; Djurado, E. J. Solid State Chem. 2009, 182, 1742-1748
16. Wilson, J. R.; Kobsiriphat, W.; Mendoza, R.; Chen, H.-Y.; Hiller, J. M.; Miller, D. J.; Thornton, K.; Voorhees, P. W.; Adler, S. B.; Barnett, S. A. Nat. Mater. 2006, 5, 541-544
17. Iwai, H.; Shikazono, N.; Matsui, T.; Teshima, H.; Kishimoto, M.; Kishida, R.; Hayashi, D.; Matsuzaki, K.; Kanno, D.; Saito, M.; Muroyama, H.; Eguchi, K.; Kasagi, N.; Yoshida, H. J. Power Sources 2009, 195, 955-961
18. Gostovic, D.; Smith, J. R.; Kundinger, D. P.; Jones, K. S.; Wachsman, E. D. Electrochem. Solid-State Lett. 2007, 10, B214-B217
19. Jrgensen, P. S.; Hansen, K. V.; Larsen, R.; Bowen, J. R. Ultramicroscopy 2010, 110, 216-228
20. Wilson, J. R.; Cronin, J. S.; Barnett, S. A. Scr. Mater. 2010, 65, 67-72
21. Wilson, J. R.; Cronin, J. S.; Duong, A. T.; Rukes, S.; Chen, H.-Y.; Thornton, K.; Mumm, D. R.; Barnett, S. J. Power Sources 2009, 195, 1829-1840
22. Shikazono, N.; Kanno, D.; Matsuzaki, K.; Teshima, H.; Sumino, S.; Kasagi, N. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, B665-B672
23. Shearing, P. R.; Cai, Q.; Golbert, J. I.; Yufit, V.; Adjiman, C. S.; Brandon, N. P. J. Power Sources 2010, 195, 4804-4810
24. Roerdink, J. B. T. M.; Meijster, A. Fundamenta Informaticae 2000, 41, 187-228
25. Gulsoy, E. B. Computational Tools for Automated Analysis of Three-Dimensional Microstructural Characterization Data; Carnegie Mellon University: Pittsburgh, PA, 2010.
26. Nagata, M.; Itoh, Y.; Iwahara, H. Solid State Ionics 1994, 67, 215-224
27. Jiang, Y.; Virkar, A. V.; Zhao, F. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A1091-A1099
28. Hsieh, G.; Ford, S. J.; Mason, T. O.; Pederson, L. R. Solid State Ionics 1996, 91, 191-201
29. Hsieh, G.; Mason, T. O.; Garboczi, E. J.; Pederson, L. R. Solid State Ionics 1997, 96, 153-172
30. Kato, T.; Momma, A.; Kaga, Y.; Nagata, S.; Kasuga, Y.; Kitase, M. Solid State Ionics 2000, 132, 287-295
31. Marinha, D.; Djurado, E. ECS Meet. Abstr. 2010, 1001, 708-708
32. Esquirol, A.; Brandon, N. P.; Kilner, J. A.; Mogensen, M. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A1847-A1855
33. Jiang, S. P. Solid State Ionics 2002, 146, 1-22
34. Liu, J. B.; Co, A. C.; Paulson, S.; Birss, V. I. Solid State Ionics 2006, 177, 377-387
35. Kournoutis, V. C.; Tietz, F.; Bebelis, S. Fuel Cells 2009, 9, 852-860
36. Shah, M.; Barnett, S. A. Solid State Ionics 2008, 179, 2059-2064
37. Leng, Y. J.; Chan, S. H.; Liu, Q. L. Int. J. Hydrogen Energy 2008, 33, 3808-3817
38. Lou, X. Y.; Wang, S. Z.; Liu, Z.; Yang, L.; Liu, M. L. Solid State Ionics 2009, 180, 1285-1289
39. Hwang, H. J.; Ji-Woong, M. B.; Seunghun, L. A.; Lee, E. A. J. Power Sources 2005, 145, 243-248
40. Hsu, C. S.; Hwang, B. H. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A1478-A1483
41. Beckel, D.; Muecke, U. P.; Gyger, T.; Florey, G.; Infortuna, A.; Gauckler, L. J. Solid State Ionics 2007, 178, 407-415
42. Bae, J. M.; Steele, B. C. H. Solid State Ionics 1998, 106, 247-253
43. Murray, E. P.; Sever, M. J.; Barnett, S. A. Solid State Ionics 2002, 148, 27-34
44. Zhou, W. I.; Shao, Z. P.; Ran, R.; Gu, H. X.; Jin, W. Q.; Xu, N. P. J. Am. Ceram. Soc. 2008, 91, 1155-1162
45. Leonide, A.; Ruger, B.; Weber, A.; Meulenberg, W. A.; Ivers-Tiffée, E. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, B234-B239
46. Grunbaum, N.; Dessemond, L.; Fouletier, J.; Prado, F.; Caneiro, A. Solid State Ionics 2006, 177, 907-913
47. Kim, Y. M.; Pyun, S. I.; Kim, J. S.; Lee, G. J. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, B802-B809
48. Baumann, F. S.; Fleig, J.; Habermeier, H. U.; Maier, J. Solid State Ionics 2006, 177, 1071-1081
49. Xiong, H.; Lai, B. K.; Johnson, A. C.; Ramanathan, S. J Power Sources 2009, 193, 589-592
50. Lynch, M. E.; Mebane, D. S.; Liu, Y. J.; Liua, M. L. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, B635-B643
51. Liu, S. M.; Suo, J. P.; Xiao, J. Z. Int. J. Hydrogen Energy 2008, 33, 6322-6326
52. Prestat, M.; Infortuna, A.; Korrodi, S.; Rey-Mermet, S.; Muralt, P.; Gauckler, L. J. J. Electroceram. 2007, 18, 111-120
53. Murray, E. P.; Tsai, T.; Barnett, S. A. Solid State Ionics 1998, 110, 235-243
54. Jiang, S. P.; Wang, W.; Zhen, Y. D. J. Power Sources 2005, 147, 1-7
55. Liu, M. L.; Wu, Z. L. Solid State Ionics 1998, 107, 105-110
56. Lee, S.; Song, H. S.; Hyun, S. H.; Kim, J.; Moon, J. J. Power Sources 2009, 187, 74-79
57. Jiang, S. P.; Love, J. G.; Apateanu, L. Solid State Ionics 2003, 160, 15-26
58. Deseure, J.; Bultel, Y.; Dessemond, L.; Siebert, E. Solid State Ionics 2005, 176, 235-244
59. Adler, S. B. Solid State Ionics 1998, 111, 125-134
60. Raistrick, I. D.; Macdonald, J. R.; Franceschetti, D. R. Impedance Spectroscopy: Emphasizing Solid Materials and Systems; John Wiley and Sons: New York, 1987.
61. Bouwmeester, H. J. M.; Kruidhof, H.; Burggraaf, A. J. Solid State Ionics 1994, 72, 185-194
62. Steele, B. C. H. Solid State Ionics Solid State Ionics 1995, 75, 157-165
63. Ringuedé, A.; Guindet, J. Ionics 1997, 3, 256-260
64. Prestat, M.; Koenig, J. F.; Gauckler, L. J. J. Electroceram. 2007, 18, 87-101
65. Adler, S. B.; Lane, J. A.; Steele, B. C. H. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 3554-3564
66. Esquirol, A.; Kilner, J.; Brandon, N. Solid State Ionics 2004, 175, 63-67
67. Hansen, K. K.; Hansen, K. V. Solid State Ionics 2007, 178, 1379-1384
68. Baumann, F. S.; Fleig, J.; Cristiani, G.; Stuhlhofer, B.; Habermeier, H. U.; Maier, J. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, B931-B941
69. Horita, T.; Yamaji, K.; Sakai, N.; Yokokawa, H.; Weber, A.; Ivers-Tiffée, E. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A456-A462
70. Primdahl, S.; Mogensen, M. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 2827-2833
71. Primdahl, S.; Mogensen, M. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2431-2438
72. Bebelis, S.; Kotsionopoulos, N.; Mai, A.; Tietz, F. J. Appl. Electrochem. 2007, 37, 15-20
73. Hjalmarsson, P.; Sogaard, M.; Mogensen, M. Solid State Ionics 2009, 180, 1395-1405
74. Jamnik, J.; Maier, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1668-1678
75. Kawada, T.; Suzuki, J.; Sase, M.; Kaimai, A.; Yashiro, K.; Nigara, Y.; Mizusaki, J.; Kawamura, K.; Yugami, H. J. Electrochem. Soc. 2002, 149, E252-E259
76. Benson, S. J. Ph.D. Dissertation, Imperial College: London, 1999.
77. Fukuda, Y.; Hashimoto, S.-i.; Sato, K.; Yashiro, K.; Mizusaki, J. ECS Trans. 2009, 25, 2375-2380