Ferroelastiske oksid-keramer - Institutt for materialteknologi - NTNU

Faglærer:Kontaktperson for Statoil:Professor Svein SundeBørre Tore BørresenBrenselcellesystemer som operere ved lav temperatur (0-110 o C) kan få betydelig anvendelse ien rekke forbindelse, eksempelvis til fremdrift av biler, drift av elektroniske komponenter,generering av strøm og varme samt som strømgeneratorer. Den siste applikasjonen ermålgruppen til PowerCell som er et selskap som driver utvikling av et PEM-basert system forgenerering av strøm til mobile og stasjonære applikasjoner. Brenselcellesystemet består av etPEM-brenselcellesystem samt en hydrogengenerator som produserer hydrogen vedreformering av diesel.For dagens brenselcellesystemer er kostnader og levetid viktige parametere som er med på åbestemme hvor konkurransedyktige disse systemer vil være og valg av materialer vil væreessensielt med hensyn på begge disse faktorene. På bakgrunn av dette ønsker vi å foreslå enprosjektoppgave innen området. I tilknytning til denne prosjektoppgaven ønsker man også åtilby en sommerjobb, med varighet på 6-7 uker. Sommerjobben (og prosjektoppgaven)utføres ved Institutt for materialteknologi, men finansieres av Statoil ASA.Som materialer for bipolare plater og kjøleplater benytter man i dag ofte entenkarbonmaterialer eller rustfrie stål. Disse materialene har sine fordeler og ulemper og manønsker å vurdere bruk av aluminium som en vesentlig komponent i slike systemer, dels pågrunn av vekt/styrke/pris forhold. Aluminium som ikke er beskyttet eller behandlet vil ikkevære korrosjonsbestandig i det aktuelle miljøet og man må derfor beskytte dette mot korrosjonved en overflate behandling. Aktuelle overflatebehandlinger kan være:*) Belegging med et edelmetalloksidsjikt (DSA-teknologi)*) Pådamping/påføring av et annet elektrisk ledende belegg, for eksempel karbon*) Belegging med karbider, for eksempel Al 2 C 3 , W 2 CI denne oppgaven ønsker man å utføre elektrokjemiske undersøkelser for å studereegenskapene til aluminium belagt med karbon og evt. et elektronisk ledende karbidmateriale(for eksempel wolframkarbid) dersom tiden tillater dette. Det vil her være viktig at mangreier å simulere betingelsene i en PEM-brenselcelle så godt som mulig. I tillegg bør detutføres mikroskopiundersøkelser (SEM) av prøvene før og etter eksponering slik at man kanvurdere hvor holdbare slike belegg vil være (vedheft, porøsitet, dannelse av passiverendegrensesjikt mellom Al og C etc). Som en referanse for alle disse undersøkelsene vil manbenytte et ubehandlet rustfritt stål (SS 316), som er et materiale som benyttes i noen PEMsystemerav enkelte produsenter.Oppgaven vil inkludere operasjoner som:*) Tilvirkning av prøver*) Elektrokjemiske målinger av stabilitet og tolkning av disse (for eksempel CV, E-imålinger, elektrokjemisk impedansspektroskopi)*) Bruk av SEM/TEM for å studere grensesjiktet mellom aluminium og karbon (ogeventuelt mellom Al og karbidsjikt) samt overflaten til karbonbelegg og Al.Oppgave 4.5Faglærer:Elektrokjemisk oksidasjon av biobrensel / dimetyleterProfessor Svein SundeRev. 1 18