Kelakuan pengoksidaan keluli tahan karat berferit SUS430 dan kesan pemeruapan spesies Cr bergas kepada permukaan katod LSCF dalam suhu operasi sel fuel oksida pepejal

Abstract

Pengoksidaan antarahubung berasaskan bahan keluli tahan karat SUS430 dalam sel fuel oksida pepejal (SFOP) bersuhu sederhana menyumbang kepada pembentukan lapisan oksida yang mengandungi spesies kromium (Cr) meruap (volatile Cr species) di sekeliling komponen tersebut. Bagi tempoh operasi yang panjang, pemeruapan spesies Cr ini menyebabkan keracunan kromium pada komponen katod yang bersentuhan dengan permukaan antarahubung SUS430. Sehingga kini, katod La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ (LSCF) merupakan calon terbaik bagi katod SFOP bersuhu sederhana. Justeru, kajian ini bertujuan untuk mengenal pasti kesan jangka panjang pengoksidaan keluli SUS430 terhadap pembentukan spesies Cr meruap dan menentukan pengaruh pemeruapan Cr ke atas prestasi komponen katod LSCF. Hasil kajian menunjukkan bahawa pengoksidaan keluli SUS430 selama 200 jam membawa kepada pertambahan berat secara parabolik yang berkait dengan mekanisme pertumbuhan sisik oksida. Sisik ini terdapat dua lapisan iaitu spinel di bahagian atas diikuti lapisan kromia dan dilihat tidak memberi kesan signifikan pada kekonduksian SUS430. Walau bagaimanapun, pengendapan Cr pada permukaan katod LSCF menyebabkan pertumbuhan hablur SrCrO4 dan Cr2O3. Pembentukan tersebut bukan sahaja mengurangkan aktiviti pemangkinan seperti penurunan oksigen dan meningkatkan rintangan elektrik, malah meningkatkan tenaga pengaktifan akibat peningkatan kepekatan kekosongan oksigen. Justeru, penghadangan pemeruapan Cr terbukti amat penting untuk mengekalkan kestabilan jangka panjang SFOP bersuhu sederhana.