Oxygen exchange kinetics of the potential solid oxide fuel cell cathode material (Bi,Sr)(Co,Fe)O3-delta

Abstract

In this thesis, the oxygen exchange kinetics of Bi-based perovskites was investigated. The investigations were conducted on morphologically well-defined thin-film model electrodes by means of electrochemical impedance spectroscopy. Alongside, a range of other methods was applied to further characterize the structural and transport properties which possibly influence the oxygen exchange performance. In particular, electrochemical polarization experiments were carried out to examine the relationship between ionic conductivity and oxygen exchange rate. Thus, it was aimed to gain a deeper understanding of the mechanistic principles governing the oxygen exchange reaction on mixed-conducting perovskite-type oxides. In dieser Arbeit wurde die Sauerstoffaustauschkinetik Bi-basierter Perowskite untersucht. Die Untersuchungen wurden mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie an morphologisch wohldefinierten Dünnfilm-Modellelektroden durchgeführt. Daneben wurde eine Reihe anderer Methoden angewandt, um die strukturellen und Transporteigenschaften weiter zu charakterisieren, die möglicherweise die Sauerstoffaustauschleistung beeinflussen. Insbesondere wurden elektrochemische Polarisationsexperimente durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen ionischer Leitfähigkeit und Sauerstoffaustauschrate zu untersuchen. Damit wurde darauf abgezielt, ein tieferes Verständnis der mechanistischen Prinzipien zu erlangen, die die Sauerstoffaustauschreaktion auf gemischtleitenden Oxiden vom Perowskit-Typ bestimmen.