Search
Search results for: fuel cell
-
Impedance monitoring of fuel cell stacks
PublicationThis paper presents an innovative, electrochemical impedance method for monitoring of electrochemical behaviour of a multi-cell, direct methanol fuel cell (DMFC) device. This method not only provides classical voltage changes at successive cells but also allows their detailed impedance behaviour to be presented. Impedance characteristics of individual cells within a fuel cell stack (depending on actual operating conditions) are...
-
Impedance monitoring of fuel cell stacks
Publication -
Degradation of xylose using a microbial fuel cell
PublicationIt is generally known, that many kind of microorganisms are capable of using carbohydrates as a source of carbon and energy in an environment. The biodegradation process of monosaccharides from pentoses (in this case- racemic mixture of D - and L – xylose) is an immense opportunity for an entire reduction of biological contamination to neutral compounds through MFC. The process is occurred in a single-chamber MFC, which is contained...
-
Performance of the methanol PEM fuel cell module
PublicationPrzedstawiono charakterystyki układu zasilania składającego się z dwóch ogniw paliwowych o mocy 1.2 kW każde. Układ był zasilany metanolem, który podlegał procesowi reformowania w reformerze firmy Genesis Fueltech. Sprawność reformera wzrastała od 33% dla obciążenia minimalnego do 78% przy obciążeniu maksymalnym. Czystość uzyskiwanego wodoru była satysfakcjonująca w całym zakresie pracy reformera.
-
On-line Impedance Monitoring of Direct Methanol Fuel Cell
PublicationW niniejszej pracy została przedstawiona technika badawcza Dynamiczna Elektrochemiczna Spektroskopia Impedancyjna w obszarze badań ogniw paliwowych. Obiektem badań było ogniwo paliwowe zasilane bezpośrednio metanolem. Badano on-line wpływ zmian warunków pracy na globalną impedancję ogniwa. Podczas pomiarów zmianie ulegała temperatura, natężenia przepływu utleniacza oraz obciążenie.
-
Influence of stack temperature on PEM fuel cell performance
PublicationW pracy przedstawiono wpływ temperatury stosu na wydajność ogniwa paliwowego typu PEM dla zadanego obciążenia. Badania ogniwa paliwowego przeprowadzono dla sześciu temperatur pracy stosu z zakresu od 30 oC do 65 oC. Dla najwyższej temperatury stosu, tj. 65 oC, wydajność pracy ogniwa paliwowego była najwyższa. Wraz ze wzrostem temperatury stosu zarejestrowano spadek mocy ogniwa paliwowego od 1015 W dla temperatury 30 oC do 1004...
-
A novel technology of solid oxide fuel cell fabrication
PublicationW pracy przedstawiono metodę wytwarzania wartstw i materiałów elektroceramicznych. Metoda jest kombinacją metod nanoszenia szkieletu z proszków ceramicznych i prekursorów polimerowych. Umożliwia ona otrzymanie zarówno gęstych jak i porowatych warstw i materiałów jednorodnych oraz kompozytowych. W pracy przedstawiono przykłady struktur dla tlenkowych ogniw paliwowych.
-
Advanced XAS analysis for investigating fuel cell electrocatalysts
PublicationW pracy została zaprezentowana analiza XAFS nanocząstek platyny używanych jako materiał katalityczny w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych. Analiza danych EXAFS została przeprowadzona za pomocą zaawansowanej metody GNXAS, w której wzięto pod uwagę rozkład rozmiaru granul nano-platyny i niejednorodność warstwy katalitycznej elektrody, badane za pomocą SEM (skaningowy mikroskop elektronowy), TEM (transmisyjny mikroskop elektronowy)...
-
Dynamic characteristics of the proton exchange membrane fuel cell module
PublicationThe paper describes a fuel cell based system and its performance. The system is based on two fuel cell units, DC/DC converter, DC/AC inverter, microprocessor control unit, load unit, bottled hydrogen supply system and a set of measurement instruments. In the study presented in the paper a dynamic response of the proton exchange membrane (PEM) fuel cell system to unit step change load as well as to periodical load changing cycles...
-
Nanocrystalline doped zirconia and ceria films for fuel cell application
PublicationW artykule przestawiono porównanie właścowości warstw nanokrystalicznych przygotowanych w technologii 'net-shape'. Materiały te mają zastosowanie w tlenkowychogniwach paliwowych.
-
Dynamic response of the PEM fuel cell to step change load
PublicationPrzedstawiono charakterystyki dynamiczne ogniwa paliwowego typu PEM o mocy 2.5 kW obciążanego sygnałem skokowym o wartościach od 1 A do 50 A.
-
Dynamic response of the PEM fuel cell to variable load conditions
PublicationOpisano układ zasilania oparty na 2 ogniwach paliwowych typu PEM o mocy 1.2 kW każde. Omówiono problem ograniczenie ogniwa paliwowego przez drugą zasadę termodynamiki. Przedstawiono charakterystyki układu w zależności od sygnału obciążenia typu: skok jednostkowy, półsinusoidalny, trójkątny, prostokątny i trapezowy.
-
Single chamber solid oxide fuel cell - investigation of cathodes
PublicationSporo uwagi w ostatnim okresie przykuwają jednokomorowe ogniwa w związku z potencjalnym uroszczeniem konstrukcji w porównaniu z konwencjonalnymi ogniwami. W pracy zbadano wpływ warunków syntezy różnych materiałów katodowych na wydajność ogniw. Ogniwa zbudowane zostały z typowych materiałow stosowanych na ogniwa: stabilizowanego tleneku cyrkonu jako elektrolit, cermetu niklowego jako anody oraz samaru kobaltanu domieszkowanego strontem,...
-
Nanocrystalline doped zirconia and ceria films for fuel cell application
PublicationW artykule przedstawiono i porównano właściwości nanokrystalicznych warstw ceramicznych przygotowanych na bazie tlenku ceru i tlenku cyrkonu.
-
Chapter 4. Electricity generation from glucose microbial fuel cell
PublicationThe microbial fuel cell was constructed to generate electricity with simultaneous digestion of a glucose fuel by a bacterial biofilm. The decomposition of glucose resulted in releasing of electrons to an anode and to production of some by-products, e.g. metane or organic acids. It was found that maximum electric power density strongly depended on the proton transport through the proton exchange membrane seperating the anolyte and...
-
Effect of interconnect coating procedure on solid oxide fuel cell performance
PublicationChromium (Cr) species vaporizing from chromia-forming alloy interconnects is known as a source of degradation in solid oxide fuel cell (SOFC) stacks called “cathode poisoning”. (Mn,Co)3O4 spinel coatings offer good protection against Cr evaporation during operation. In this study, Crofer 22 APU steel interconnects were electrophoretically deposited in different mediums to obtain high packing of green coating layer. The optimized...
-
Microbial fuel cell applications for removal of petroleum hydrocarbon pollutants: A review
PublicationBioelectrochemical systems (BESs) are considered as the potential approaches to remediate the environments contaminated by hydrocarbons. This review addresses the application of BESs particularly microbial fuel cells (MFCs) in degradation of petroleum hydrocarbons, including BTEXs, from soil, water, wastewater and sediments. Details on reactor design and critical issues are discussed. Aspects on electrodes, redox mediators and...
-
Thin Layer Deposition Methods in Solid Oxide Fuel Cell Technology
Publication -
Are Radicals Formed During Anion-Exchange Membrane Fuel Cell Operation?
Publication -
Performance of a fuel cell optimized for in situ X-ray absorption experiments
PublicationKomercyjna komórka ogniwa paliwowego typu PEM została zmodyfikowana w celu realizacji pomiaru XAS w warunkach pracy ogniwa. Modyfikacja komórki miała na celu optymalizację jej parametrów pod kątem eksperymentu XAS realizowanego w modzie transmisyjnym i fluorescencyjnym, poprzez minimalizację absorpcji komórki, przy zachowaniu jej parametrów elektrochemicznych. W pracy zostały zaprezentowane szczegóły techniczne komórki a jej efektywność...
-
Design of a most efficient fuel cell using noble metals and composite materials.
Publication -
High temperature oxidation of porous alloys for solid oxide fuel cell applications
PublicationW pracy proszki PI600, 317L i 430L stali użyto do przygotowania porowatych metalowych podłoży dla tlenkowych ogniw paliwowych. Po spiekaniu w różnych temperaturach oceniana była ich porowatość i wysokotemperaturową odporność na korozję. Cykliczna analiza termograwimetryczna, dyfraktometria rentgenowska i obrazów SEM były używane do opisu właściwości tych porowatych stopów. Właściwości elektryczne badano dla wybranych próbek. Wpływ...
-
The outline of percolation theory in reference to Solid Oxide Fuel Cell composite anodes
PublicationPrzedstawiono podstawy teoretyczne dotyczące zjawiska perkolacji w układach nieuporządkowanych. Zaprezentowano obecny stan wiedzy na temat wykorzystania teorii perkolacji w materiałach elektrodowych dla tlenkowych ogniw paliwowych.
-
PtCo cathode electrocatalyst behaviour viewed by in-situ XAFS fuel cell measurements
PublicationW pracy zostały przedstawione wstępne wyniki analizy XAS (X-ray absorption spectroscopy), TEM (transmission electron microscopy) i XRD (X-ray diffraction) nanostruktur PtCo 1:1 (20% fazy metalicznej osadzonej na węglu, Vulcan XC-72) używanych jako elektrokatalizatory w polimerowych ogniwach paliwowych (PEM FC). Pomiary realizowane były również w warunkach pracy ogniwa paliwowego za pomocą specjalnie zoptymalizowanej do pomiarów...
-
Single chamber solid oxide fuel cell - current stage of development and prospects
PublicationOgniwa paliwowe należą do jednego z najbardziej wydatnych żródeł energii. W konwencjonalnych ogniwach paliwo i powietrze są dostarczane do ogniwa oddzielnie. Jednokomorowych ogniwo dziala zasilane mieszanina paliwa i powietrza. W pracy przedstawiono obecny stan i perspektywy dlaszego rozwoju jednokomorowych tlenkowych ogniw paliwowych.
-
Performance of a single layer fuel cell based on a mixed proton-electron conducting composite
PublicationMany of the challenges in solid oxide fuel cell technology stem from chemical and mechanical incompatibilities between the anode, cathode and electrolyte materials. Numerous attempts have been made to identify compatible materials. Here, these challenges are circumvented by the introduction of a working single layer fuel cell, fabricated from a composite of proton conducting BaCe0.6Zr0.2Y0.2O3-δ and a mixture of semiconducting...
-
Impedance Measurement and Selection of Electrochemical Equivalent Circuit of a Working PEM Fuel Cell Cathode
PublicationThe dynamic impedance analysis of direct methanolfuel cell (DMFC) cathode supplied with pure oxygen is pre-sented. Presented results were obtained during dynamic chang-es of the current density in working fuel cell. Investigation ofthe occurring processes at cathode was carried with dynamicelectrochemical impedance spectroscopy (DEIS). A discussionwas conducted based on the determined correlation parameterχ2. It was shown that...
-
Dynamic impedance measurements of the Direct Methanol Fuel Cell cathode at various operating temperatures
PublicationThis article discusses the application of impedance analysis for diagnosing the cathode of a direct methanol fuel cell at various operating temperatures. The Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy technique coupled with a linear current scan was applied for this purpose. This technique allowed the observation of changes in the cathode's properties in the fuel cell operating under real working conditions. An equivalent model...
-
Investigation of functional layers of solid oxide fuel cell anodes for synthetic biogas reforming
PublicationSolid oxide fuel cells (SOFCs) are one of the most promising energy conversion devices due to their high efficiency, low pollution and fuel flexibility. Unfortunately, when hydrocarbons are used as a fuel, for example in the form of a biogas, solid carbon can deposit on the anode surface. This process leads to the degradation of the fuel cell performance. A possible solution to this problem is to apply an additional catalytic material,...
-
Stainless steel/yttria stabilized zirconia composite supported solid oxide fuel cell
PublicationW tym artykule opisano wytworzenie i przebadanie kompozytowych elementów nośnych tlenkowych ogniw paliwowych. Podłoża nośne zostały wytworzone ze stali nierdzewnej i tlenkiem itru stabilizowanego tlenku cyrkonu (YSZ), których proszki zmieszano w różnych proporcjach objętościowych. Zachowanie podłoży podczas spiekania (skurcz liniowy, porowatość) oraz wysokotemperaturowe właściwości (odporność na utlenianie, przewodność elektryczna)...
-
Sustainable energy system combined biogas-feedSolid Oxide Fuel Cell and Microalgae technology
PublicationIn the new frontier of energy and environmental safety, new efficient and clean safe energy conversion systems are required. In this sense, the present work is framed within the context of Circular Economy and proposes a multidisciplinary study for the development of more efficient, economically viable and non-polluting energy conversion systems, based on the synergetic combination of different technologies: fuel cells, biofuels,...
-
Induced-fit binding of laccase to gold and carbon electrodes for the biological fuel cell applications
PublicationAnalogues of laccase natural substrates (syringic, veratric, ferulic, vanillic, isovanillic, 3,5-dimethoxybenzoic aldehydes) were employed to bind and orient laccase molecules in a way which facilitates adsorption of the catalyst molecules and their electrical connection with the conductive support. Laccase was bound efficiently to these substrates both on gold and carbon electrodes forming, respectively, 2D and 3D films sensitive...
-
Local Ordering Changes in Pt-Co Nanocatalyst Induced by Fuel Cell Working Conditions
PublicationPraca poświęcona jest szczegółowej analizie zmian w lokalnej strukturze atomowej i elektronowej nanocząstek Pt-Co pracujących jako katalizatory w polimerowych ogniwach paliwowych wywołanych cyklicznie zmieniającymi się warunkami pracy ogniwa. Do analizy wykorzystano badania XAS realizowane ex-situ i in-situ, XRD i TEM. Analizując widma XAFS wzięto pod uwagę możliwy wpływ nieporządku chemicznego oraz redukcję liczb koordynacyjnych...
-
Fabrication of solid oxide fuel cell supported on speciallyperformed ferrite-based perovskite cathode
PublicationW pracy przedstawiono warunki technologiczne niezbedne do wytworzenia tlenkowego ogniwa paliwowego na elencie nośnym z materiału perowskitowego LSF. Jako elektrolit stosowana była ceramika z tlenku ceru. Między innymi badany były właściwości elektryczne zarówno materiału katodowego jak i ogniwa.
-
Applications of spin coating of polymer precursor and slurrysuspensions for Solid Oxide Fuel Cell fabrication
PublicationW pracy przedstawiono możliwości zastosowania w tlenkowych ogniwach paliwowych metody nanoszenia wirowego prekursorów polimerowych i zawiesin. Przedstawiono przykłady zastosowania tej metody do wytworzenia elektrolitu oraz warstw ochronnych dla stali nierdzewnych.
-
Anode supported single chamber solid oxide fuel cell in CH4-Air Mixture.
PublicationW tej pracy przedstawiono wyniki prac ogniw paliwowych na bazie elektrolitu z tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem o grubości 1-2um wytworzonego na podłożu cermetu z tlenku niklu i tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem. LSCF był wykorzystany jako katoda. Ogniwo paliwowe było testowane w konfiguracji jednokomorowej w mieszaninie powietrza i metanu. Uzyskano napięcie o wartości 0.8V, zaś moc wynosiła 0.12W/cm2. Zbdadano wpływ przepływu...
-
Effect of cathode materials on the performance of single chamber solid oxide fuel cell and module
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań nad jednokomorowym ogniwem paliwowym. Badane były ogniwa przygotowane z różnymi rodzajami materiałow katodowych oraz określana była wydajność ogniwa. Zbudowano i zbadano moduł ogniwa paliwowego jednokomorowego.
-
Performance of the PEM fuel cell module. Part 2. Effect of excess ratio and stack temperature
PublicationThe paper describes a fuel cell based system performance under different thermal conditions. The system could be fed with bottled hydrogen or with very high purity hydrogen obtained from reforming of methanol. The system is based on two fuel cell units (1.2 kW each, produced by Ballard Power Systems Inc. and called Nexa), DC/DC converter, DC/AC inverter, microprocessor control unit, load unit, bottled hydrogen supply system and...
-
DESIGN ANALYSIS OF HYBRID GAS TURBINE - FUEL CELL POWER PLANT IN STATIONARY AND MARINE APPLICATIONS
PublicationThe paper concerns design analysis of a hybrid gas turbine power plant with a fuel cell (stack). The aim of this work was to find the most favorable variant of the medium capacity (approximately 50 MW) hybrid system. In the article, computational analysis of two variants of such a system was carried out. The analysis let to calculate capacity, efficiency of both variants and other parameters like flu gas temperature. The paper...
-
Synthesis and Testing of BCZY/LNZ Mixed Proton–electron Conducting Composites for Fuel Cell Applications
PublicationA composite of BaCe0.6Zr0.2Y0.2O3–δ and Li2O:NiO:ZnO was investigated for fuel cell applications. The composite was successfully synthesized and its phase stability was confirmed at temperatures up to 900 °C. The influence of sintering and pressing aids on density was also investigated. Electrical properties were measured. DC electrical conductivity was about 8•10-4 S/m at 845 K. Open circuit voltage measurements in wet hydrogen...
-
Fully enzymatic mediatorless fuel cell with efficient naphthylated carbon nanotube-laccase composite cathodes
PublicationAn efficient, mediator-free enzymatic glucose/O2 biofuel cell with an oxygen intensive anode based on glucose dehydrogenase is presented. In the device,the power of the biofuel cell and electrode potentials of each of the enzymatic electrodes were monitored in parallel under the biofuel cell working conditions. The carbon nanotube composite biocathode demonstrates an almost constant electrode potential vs. saturated calomel electrode...
-
Study of Direct Methanol Fuel Cell Process Dynamics Using Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy
PublicationA new technique, which was developed to characterize the direct methanol fuel cell under work conditions, has been presented in this paper. The impedance measurements were made using dynamic electrochemical impedance spectroscopy research technique in the galvanostatic mode, using multiple sinusoidal excitation. Obtained results show, that together with an increase of the temperature and working load, the global impedance...
-
Steady-state characteristics and dynamic response of the PEM fuel cell to unit step change of load
PublicationPodano opis układu zasilania opartego na dwóch ogniwach paliwowych typu PEM o łącznej mocy 2.4 kW. Zaprezentowano wybrane charakterystyki statyczne i dynamiczne układu.
-
Application analysis of a hybrid solid oxide fuel cell-gas turbine system for marine power plants
PublicationThe results of theoretical studies of the possibilities of using hybrid solid oxide fuel cell–gas turbine (SOFC-GT) systems for marine power plants are presented. A 500 kW auxiliary marine power plant scheme using stacks of SOFCs in combination with a regenerative gas turbine operating with over-expansion based on our recent patent application is proposed. The results of mathematical modelling showed the opportunity to obtain a...
-
Perovskites in Solid Oxide Fuel Cells
PublicationPrzeglądowa publikacja dotycząca wykorzystania ceramicznych materiałów perowskitowych w tlenkowych ogniwach paliwowych.
-
The impedance of hydrogen oxidation reaction in a proton exchange membrane fuel cell in the presence of carbon monoxide in hydrogen stream
PublicationEvaluation of performance of a proton exchange membrane fuel cell, which is affected by carbon monoxide that pollutes the hydrogen stream, was presented. This influence was studied for carbon monoxide concentration of 125–325 ppb, which are close to values specified in ISO 14687:2019 standard. Performed studies provided crucial information for further development of fuel cell as an energy source for automotive application. Impedance...
-
Application of wet powder spraying for anode supported solid oxide fuel cell with a perowskite SrTi0.98Nb0.02O3-d anode
PublicationAnode-supported solid oxide fuel cell with SrTi0.98Nb0.02O3–d anode, yttria-stabilized zirconia electrolyte and La(Ni0.6Fe0.4) O3d cathode has been successfully fabricated and evaluated. Process of anode support fabrication has been presented. Wet powder spraying and high temperature sintering method have been studied and applied to deposit the thin electrolyte layer.In order to improve catalytic properties of the anode, it has...
-
Physical and sealing properties of BaO–Al2O3–SiO2–CaO–V2O5 glasses for solid oxide fuel cell applications
PublicationIn this study, the properties of BaO–Al2O3–SiO2 (SAB) glasses incorporated with CaO and V2O5 as the network modifier and additive, respectively, are evaluated. The electrical resistivities of the glasses decrease upon the addition of CaO but increase upon increasing their V2O5 content because the V5+ species lower the ionic mobility of the glasses. The addition of V2O5 improves the wettability of the glasses on the Crofer 22 APU...
-
Improved performance of LaNi0.6Fe0.4O3 solid oxide fuel cell cathode by application of a thin interface cathode functional layer
PublicationIn this work, novel functional layers were prepared by a low temperature spray pyrolysis method on the oxygen side of the solid oxide cells. Thin layers of Ce0.8Gd0.2O2 and LaNi0.6Fe0.4O3 are prepared between the electrolyte and the porous oxygen electrode. Additionally the influence of the sprayed ceria barrier layer on the zirconia based electrolyte with the new layers is evaluated. Impedance spectroscopy results show improvement...
-
Ceramic composites for single-layer fuel cells
PublicationComposite materials consisting of acceptor doped lanthanum orthoniobate electrolyte phase (La0.98Ca0.02NbO4) and Li2O:NiO:ZnO semiconducting phase were synthesized. The precursor powder of La0.98Ca0.02NbO4 was prepared in nanocrystalline (mechanosynthesis) and microcrystalline (solid-state synthesis) form. The composite can be applied in a single-layer fuel cell, because of the presence of two phases acting as an anode and a cathode...