März 2012

Perowskitelektroden sind die Standardkathodenmaterialien in Festoxidbrennstoffzellen. Während des Zellbetriebs kommt es zu erheblichen Veränderungen der chemischen Oberflächenzusammensetzung mit teils entscheidenden Folgen für die Leistung der Zelle. Zur Aufklärung, welche Veränderungen während des Zellbetriebs auftreten und welchen Einfluss diese auf die Leistung der Brennstoffzelle haben, wurde die Oberflächenzusammensetzung von LSCrM-Elektroden in situ während der elektrochemischen Polarisation mit oberflächensensitiven, ortsaufgelösten Analysemethoden (XPS, SPEM und SIMS) untersucht. Die Abbildung zeigt beispielhaft die Änderung der Strontiumkonzentration auf der Elektrodenoberfläche während eines solchen in-situ-Experiments. Durch Anlegen eines anodischen Potentials reichert sich auf der Elektrodenoberfläche Strontium in Form von Strontiumoxid an (rechtes Bild, grau eingekreist). Diese passivierende Strontiumoxidphase verschlechtert die Zellleistung deutlich, kann aber während der kathodischen Polarisation wieder entfernt werden, was eine entsprechende Aktivierung der Zellleistung zur Folge hat. Weitere Experimente und Ergebnisse, die das Verhalten von Perowskitelektroden während der elektrochemischen Polarisation behandeln, sind in einem kürzlich erschienen Artikel zu finden: Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 751–758 (Bild eingereicht von Anne-Katrin Huber.)