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FUNDACIÓN PARA ELFUNDACIÓN PARA ELDESARROLLO DE LAS NUEVASTECNOLOGÍAS DEL HIDRÓGENO EN ARAGÓN
Construction and testing of a microtubular YSZ-based anode supported Solid Oxide Fuel Cell .
LA APUESTA POR EL HIDROGENO EN ARAGÓN
Marcos RupérezNew Bussines development
www.hidrogenoaragon.org
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1.‐ CELLS CONCTRUCTION
2.‐ STACK PROTOTYPE
3.‐ DURABILITY TESTING3. DURABILITY TESTING
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CELL CONSTRUCTION PROCESS
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Tubular Cell configuration
Anodic SupportAnodic Support
Ni‐YSZ (Ni 50%vol.‐YSZ 50%vol.) Thinknes: 140μm
Electrolyte
YSZYSZ thinknes: 10‐15μm
Catode
YSZ‐LSMLayer1 YSZ 50%vol.‐LSM 50%vol.Layer2 YSZ 20%vol.‐LSM 80%vol.Thinknes: 50μm
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ANODIC SUPPORT
Ni‐YSZ
2000 bar pressure compression in a tubular mold000 ba p essu e co p ess o a tubu a o d
Metal nucleus and rubber cover mold
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ANODIC SUPPORT
Dry the green anode
Ensure uniform thinkness
Dry the green anode
xtract the anode from the mold
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ANODIC SUPPORT PRE‐SINTERIZATION
Organic components burnedOrganic components burned
The anode s ready to deposit the electrolyte
50% porosity 25% Ni 25% YSZ ( ceria) NiO ‐Ni ( reduction)50% po os ty 5% 5% S ( ce a) O ( educt o )
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ELECTROLITE
1.‐ powder 3.‐ sinterice2 sprayingp
elaborating YSZ(organic burn)
2.‐ spraying
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CATHODE , LSM‐YSZ Depth coating
Going in: 2mm/sg
Going out: 2mm/sgInmersion: 0sg2mm/sg 2mm/sg
2 l f (L S ) M O dil t d i 2 l
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Final sinterization
Organic components burned
Join the layers together
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Connections and sealing for 1 cell testing
Platinium wireCeramic concreteNiquel foamPlatinium foamAlumina pipes
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5.‐ CONEXIÓN AND SEALING
A.‐Anode contact
Niquel or platinium foamRoll the foam in a platinium wirePlug the foam into the cell pipePlug the foam into the cell pipe.
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CONEXIONES Y SELLADO
B.‐ cathode contact
Roll a platinuim wire arround the pipe.p p pThe rolling zone is pinted with palatinium paint.
C S liC.‐ Sealing
Ceramic concrete sealingDry sealing during 12 hours.
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STACKPROTOTYPE
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Single cell for the stack
Active area:4cm2
Length : 11cmE t l di t 3External diameter: 3mm Internal diameter: 2,4 mm
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5.‐ Stack prototype
2 cell stack, series connectedMacor supported and glas envolved Tested on a tubular l i helectric haven
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5.‐ Stack prototype
Stack experimental V‐I
700
800
900
1000
2000
2500
p
300
400
500
600
1000
1500
Volta
ge(V)
Voltaje(V)
Potencia(mW)
0
100
200
0
500
0 200 400 600 800 1000Current (mA)( )
OCV 2,1VoltsMáximum power 0,9WWorking point0 8 A 1 1VWorking point0,8 A 1,1VHigh contact losses asumed (usually 0,6‐0,8W/cm^2 power.)
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1.‐ CELLS CONCTRUCTION
2.‐ STACK PROTOTYPE
3.‐ SIMULATION3. SIMULATION
4.‐ PRODUCT DESIGN
5.‐ CONCLUSIONS
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CELL DURABILITY TEST
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SOFC TEST BENCH IMPLEMENTATION
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SOFC TEST BENCH IMPLEMENTATION
![Page 22: LA APUESTA POR EL HIDROGENO EN ARAGÓN · 2016. 5. 25. · LA APUESTA POR EL HIDROGENO EN ARAGÓN Marcos Rupérez New Bussines development mruperez@hidrogenoaragon.org. Title: Microsoft](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022071607/61455b0f34130627ed50ec7f/html5/thumbnails/22.jpg)
OFC TEST BENCH IMPLEMENTATIONOFC TEST BENCH IMPLEMENTATION
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DURABILITY S 200 / ^2
TEST TIME: 325 horas.
Test at 200mADURABILITY TEST 200mA/cm^2
NO DEGRADATION APRECIATED.TEMPERATURE TOO LOW FOR LSM ACTIVATION.
23
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DURABILITY S 00 / ^2 Test at 500mA
TEST TIME: 24 + 305 = 329 Hours.
DURABILITY TEST 500mA/cm^2
NO DEGRADATION APRECIATED.SMALL LAKEAGE
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URABILITY TESTTest at 500mA
URABILITY TEST
MAXIMUM CURRENT: 753,3mAVOLTAJE: 0,701VPOWER: 528,06mW
253 HORAS
Both test sum up time: 654 HORAS.
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CELL material cost analisis
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ATERIAL COST ESTUDYATERIAL COST ESTUDY
TOTAL 95 €platinium 90€
LOWER TEMPERATURELSMLSCFLSMLSCF
LES PLATINIUM
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LA APUESTA POR EL HIDROGENO EN ARAGÓN
Marcos RupérezNew Bussines development