Chemically stable yttrium and tin co-doped barium zirconate electrolyte for next generation high performance proton-conducting solid oxide fuel cells

Advanced Energy Materials

Volumn 3, Issue 8, 2013, Pages 1041-1050

  Sun, Wenping ^a   Liu, Mingfei ^c   Liu, Wei ^a,b  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

^b INSTITUTE OF SOLID STATE PHYSICS   (China)

^c Georgia Institute of Technology   (United States)

Author keywords

barium zirconate; conductivity; electrochemical performance; proton conductor; proton conducting solid oxide fuel cells

Indexed keywords

ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; ELECTROLYTE MATERIAL; PEAK POWER DENSITIES; PROTON CONDUCTORS; PROTON-CONDUCTING SOLID OXIDE FUEL CELLS; SOLID OXIDE FUEL CELLS (SOFCS); X RAY PHOTOELECTRON SPECTRA;

BARIUM ZIRCONATE; CARBON DIOXIDE; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTROLYTES; PROTONS; THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS; TIN; TIN OXIDES; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

SOLID OXIDE FUEL CELLS (SOFC);

EID: 84882285267     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201201062     Document Type: Article

References (60)

1. B. C. Steele, A. Heinzel, Nature 2001, 414, 345.
2. N. P. Brandon, S. Skinner, B. C. H. Steele, Annu. Rev. Mater. Res. 2003, 33, 183.
3. E. D. Wachsman, K. T. Lee, Science 2011, 334, 935.
4. T. Suzuki, Z. Hasan, Y. Funahashi, T. Yamaguchi, Y. Fujishiro, M. Awano, Science 2009, 325, 852.
5. F. Han, R. Muecke, T. Van Gestel, A. Leonide, N. H. Menzler, H. P. Buchkremer, D. Stover, J. Power Sources 2012, 218, 157.
6. H. Huang, M. Nakamura, P. C. Su, R. Fasching, Y. Saito, F. B. Prinz, J. Electrochem. Soc. 2007, 154, B20.
7. J. B. Goodenough, Annu. Rev. Mater. Res. 2003, 33, 91.
8. K. Eguchi, T. Setoguchi, T. Inoue, H. Arai, Solid State Ionics 1992, 52, 165.
9. Q. L. Liu, K. A. Khor, S. H. Chan, X. J. Chen, J. Power Sources 2006, 162, 1036.
10. D. F. Yang, X. G. Zhang, S. Nikumb, C. Deces-Petit, R. Hui, R. Maric, D. Ghosh, J. Power Sources 2007, 164, 182.
11. Z. G. Lu, J. Hardy, J. Templeton, J. Stevenson, D. Fisher, N. J. Wu, A. Ignatiev, J. Power Sources 2012, 210, 292.
12. J. S. Ahn, D. Pergolesi, M. A. Camaratta, H. Yoon, B. W. Lee, K. T. Lee, D. W. Jung, E. Traversa, E. D. Wachsman, Electrochem. Commun. 2009, 11, 1504.
13. W. P. Sun, W. Liu, J. Power Sources 2012, 217, 114.
14. C. Zuo, S. Zha, M. Liu, M. Hatano, M. Uchiyama, Adv. Mater. 2006, 18, 3318.
15. L. Yang, S. Wang, K. Blinn, M. Liu, Z. Liu, Z. Cheng, M. Liu, Science 2009, 326, 126.
16. Y. Yamazaki, R. Hernandez-Sanchez, S. M. Haile, Chem. Mater. 2009, 21, 2755.
17. F. L. Chen, O. T. Sorensen, G. Y. Meng, D. K. Peng, J. Mater. Chem. 1997, 7, 481.
18. C. S. Tu, R. R. Chien, V. H. Schmidt, S. C. Lee, C. C. Huang, C. L. Tsai, J. Appl. Phys. 2009, 105, 103504.
19. P. Babilo, S. M. Haile, J. Am. Ceram. Soc. 2005, 88, 2362.
20. S. W. Tao, J. T. S. Irvine, Adv. Mater. 2006, 18, 1581.
21. E. Fabbri, L. Bi, H. Tanaka, D. Pergolesi, E. Traversa, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 158.
22. W. P. Sun, Z. W. Zhu, Z. Shi, W. Liu, J. Power. Sources. 2013, 229, 95.
23. D. Pergolesi, E. Fabbri, E. Traversa, Electrochem. Commun. 2010, 12, 977.
24. J. H. Shim, J. S. Park, J. An, T. M. Guür, S. Kang, F. B. Prinz, Chem. Mater. 2009, 21, 3290.
25. M. A. Azimova, S. McIntosh, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, B1397.
26. Y. Guo, Y. Lin, R. Ran, Z. Shao, J. Power Sources 2009, 193, 400.
27. R. D. Shannon, Acta Crystallogr. A 1976, 32, 751.
28. W. Chen, H. Y. Gao, Y. Yang, P. B. Lin, J. Yuan, W. F. Shangguan, J. C. Su, Y. Z. Sun, Acta Phys.-Chim. Sin. 2012, 28, 2911.
29. V. Dimitrov, T. Komatsu, R. Sato, J. Ceram. Soc. Jpn. 1999, 107, 21.
30. T. Honma, R. Sato, Y. Benino, T. Komatsu, V. Dimitrov, J. Non.-Cryst. Solids 2000, 272, 1.
31. V. Dimitrov, T. Komatsu, Phys. Chem. Glasses 2003, 44, 357.
32. Q. Zeng, Y. B. Zu, C. G. Fan, C. S. Chen, J. Membrane Sci. 2009, 335, 140.
33. K. D. Kreuer, Solid State Ionics 1997, 97, 1.
34. K. D. Kreuer, Solid State Ionics 1999, 125, 285.
35. S. Takeda, M. Fukawa, Y. Hayashi, K. Matsumoto, Thin Solid Films 1999, 339, 220.
36. K. R. Wu, J. J. Wang, W. C. Liu, Z. S. Chen, J. K. Wu, Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 5829.
37. P. A. Grutsch, M. V. Zeller, T. P. Fehlner, Inorg. Chem. 1973, 12, 1431.
38. P. Singh, B. J. Brandenburg, C. P. Sebastian, P. Singh, S. Singh, D. Kumar, O. Parkash, Jpn. J. Appl. Phys. 2008, 47, 3540.
39. K. D. Kreuer, Annu. Rev. Mater. Res. 2003, 33, 333.
40. P. Babilo, T. Uda, S. M. Haile, J. Mater. Res. 2007, 22, 1322.
41. Y. Yamazaki, R. Hernandez-Sanchez, S. M. Haile, J. Mater. Chem. 2010, 20, 8158.
42. A. S. Nowick, A. V. Vaysleyb, Solid State Ionics 1997, 97, 17.
43. L. Bi, E. Fabbri, Z. Sun, E. Traversa, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 409.
44. Z. T. Tao, L. Bi, Z. W. Zhu, W. Liu, J. Power Sources 2009, 194, 801.
45. Z. W. Zhu, Z. T. Tao, L. Bi, W. Liu, Mater. Res. Bull. 2010, 45, 1771.
46. B. Lin, H. P. Ding, Y. C. Dong, S. L. Wang, X. Z. Zhang, D. Fang, G. Y. Meng, J. Power Sources 2009, 186, 58.
47. Z. T. Tao, L. Bi, L. T. Yan, W. P. Sun, Z. W. Zhu, R. R. Peng, W. Liu, Electrochem. Commun. 2009, 11, 688.
48. L. Zhao, B. B. He, Z. Q. Xun, H. Wang, R. R. Peng, G. Y. Meng, X. Q. Liu, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 753.
49. L. Bi, S. Q. Zhang, S. M. Fang, Z. T. Tao, R. R. Peng, W. Liu, Electrochem. Commun. 2008, 10, 1598.
50. F. Zhao, F. L. Chen, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 11194.
51. W. P. Sun, L. T. Yan, Z. Shi, Z. W. Zhu, W. Liu, J. Power Sources 2010, 195, 4727.
52. Z. Sun, E. Fabbri, L. Bi, E. Traversa, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 7692.
53. Z. Sun, E. Fabbri, L. Bi, E. Traversa, J. Am. Ceram. Soc. 2012, 95, 627.
54. L. Bi, E. Fabbri, Z. Sun, E. Traversa, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1352.
55. E. Fabbri, L. Bi, J. L. M. Rupp, D. Pergolesi, E. Traversa, RSC Adv. 2011, 1, 1183.
56. L. Bi, E. Fabbri, Z. Sun, E. Traversa, Solid State Ionics 2011, 196, 59.
57. J. Xiao, W. P. Sun, Z. W. Zhu, Z. T. Tao, W. Liu, Mater. Lett. 2012, 73, 198.
58. I. Luisetto, S. Licoccia, A. D'Epifanio, A. Sanson, E. Mercadelli, E. Di Bartolomeo, J. Power Sources 2012, 220, 280.
59. D. Pergolesi, E. Fabbri, A. D'Epifanio, E. Di Bartolomeo, A. Tebano, S. Sanna, S. Licoccia, G. Balestrino, E. Traversa, Nat. Mater. 2010, 9, 846.
60. M. F. Liu, D. H. Dong, R. R. Peng, J. F. Gao, J. Diwu, X. Q. Liu, G. Y. Meng, J. Power Sources 2008, 180, 215.