Applications of microwave technology in the field of solid oxide fuel cell: a review

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Microwave heating has gained considerable attention as a promising technology for the processing of ceramics, including materials used in solid oxide fuel cells (SOFCs). This unique heating method utilizes the dielectric loss of materials in an electromagnetic field, offering advantages such as rapid heating rates and low energy consumption. This review focuses on the recent applications and developments of microwave technology specifically for cathodes, anodes, and electrolyte materials in SOFCs. A deeper understanding of the potential benefits and challenges associated with microwave sintering can be gained by investigating the effects of microwave treatment on these SOFC materials. The ultimate goal of the review is to provide valuable insights into microstructure control and performance enhancement in SOFC materials through the use of microwave technology. By highlighting the advances and discussing the underlying mechanisms, researchers and practitioners in the field can explore the potential of microwave processing as a viable option for optimizing SOFC materials and improving overall cell performance.The bibliography includes 106 references.

Bibliografia

  1. F.Zhang, K.S.Gallagher, Z.Myslikova, E.Narassimhan, R.R.Bhandary, P.Huang. Wiley Interdisciplinary Reviews-Climate Change, 12, 734 (2021)
  2. J.D.Chen, M.Gao, M.Shahbaz, S.L.Cheng, M.L.Song. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 145, 111141 (2021)
  3. Y.J.Wang, J.B.Huang. Energy, 261 (2022)
  4. A.Aslan, O.Ocal, B.Ozsolak, I.Ozturk. Renewable Energy, 188, 402 (2022)
  5. J.Q.Huang, Z.X.Yu, J.L.Tang, P.Q.Wang, Q.Y.Tan, J.Wang, X.Z.Lei. Int. J. Hydrogen Energy, 47, 27800 (2022)
  6. A.B.Stambouli, E.Traversa. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6, 433 (2002)
  7. Y.Gao, M.Zhang, M.Fu, W.Hu, H.Tong, Z.Tao. Energy Rev., 100038 (2023)
  8. F.Ramadhani, M.A.Hussain, H.Mokhlis, S.Hajimolana. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 460 (2017)
  9. H.Tong, M.Fu, Y.Yang, F.Chen, Z.Tao. Adv. Functional Mater., 32, 48 (2022)
  10. S.G.Chen, H.X.Zhang, C.A.Yao, H.Lou, M.C.Chen, X.S.Lang, K.D.Cai. Energy Fuels, 48 (2023)
  11. A.R.Noviyanti, Juliandri, S.Winarsih, D.G.Syarif, Y.T.Malik, R.Septawendar, Risdiana. RSC Adv., 11, 61 (2021)
  12. B.Steele. Solid State Ionics, 134, 3 (2000)
  13. V.Palma, D.Barba, M.Cortese, M.Martino, S.Renda, E.Meloni. Catalysts, 10 (2020)
  14. R.Wei, P.Wang, G.S.Zhang, N.N.Wang, T.Zheng. Chem. Eng. J., 382 (2020)
  15. Z.Wang, C.Yu, H.W.Huang, W.Guo, J.H.Yu, J.S.Qiu. Nano Energy, 85 (2021)
  16. Y.F.Sun, P.Zhang, J.P.Hu, B.C.Liu, J.K.Yang, S.Liang, K.K.Xiao, H.J.Hou. Construc. Build. Mater., 294 (2021)
  17. S.Alem, R.Latifi, S.Angizi, F.Hassanaghaei, M.Aghaahmadi, E.Ghasali, M.Rajabi. Mater. Manufact. Proc., 35, 3 (2020)
  18. D.V.Dudina, K.Georgarakis, E.A.Olevsky. Int. Mater. Rev., 68, 2 (2023)
  19. Y.J.Kim, B.H.Ryu, H.Jin, J.Lee, H.S.Shin. Ceramics Int., 47, 19 (2021)
  20. X.Wang, Z.Liu, Y.Tang, J.Chen, D.Wang, Z.Mao. J. Power Sources, 481 (2021)
  21. X.Zhang, J.Wang, J.Wen, Y.Wang, N.Li, J.Wang, L.Fan. Ceramics Int., 48, 13 (2022)
  22. S.Egorov, A.Eremeev, V.Kholoptsev, I.Plotnikov, K.Rybakov, A.Sorokin, S.Balabanov, E.Y.Rostokina. Ceramics Int., 49, 14 (2023)
  23. T.G.Evangeline, A.R.Annamalai. Ceramics Int., 48, 18 (2022)
  24. K.W.Yeung, C.Y.Tang, R.Hu, C.H.Lam, W.C.Law, G.C.P.Tsui, X.Zhao, J.K.H.Chung. J. Eur. Ceramic Society, 42, 10 (2022)
  25. N.Khalile, C.Petit, C.Meunier, F.Valdivieso. Ceramics Int., 48, 13 (2022)
  26. G.Evangeline T, R.Annamalai A, P.Ctibor. Molecules, 28, 4 (2023)
  27. A.Hussain, M.ul Hassan, R.H.Song, M.Z.Khan, A.M.Mehdi, H.J.Ryu, T.H.Kim, J.E.Hong, D.W.Joh, S.B.Lee. Ceramics Int., 49, 18 (2023)
  28. S.Yu, Y.Gu, L.Bi. Russ. Chem. Rev., 91 (11), RCR5061 (2022)
  29. D.A.Jones, T.Lelyveld, S.Mavrofidis, S.Kingman, N.Miles. Resources, Conservation and Recycling, 34, 2 (2002)
  30. R.E.Collin. Foundations for Microwave Engineering. (John Wiley & Sons, 2007)
  31. G.H.Owyang. Foundations for Microwave Circuits. (Springer Science & Business Media, 2012)
  32. C.Saltiel, A.K.Datta. In Advances in Heat Transfer. Vol. 33. (Elsevier, 1999). P. 1
  33. Z.Fu, A.Pang, H.Luo, K.Zhou, H.Yang. J. Mater. Res. Technol., 18 (2022)
  34. J.Samuels, J.Brandon. J. Mater. Sci., 27, 3259 (1992)
  35. D.Ding. Adv. Ceramic Matrix Composites, 9 (2014)
  36. R.R.Mishra, A.K.Sharma. Composites, Part A: Appl. Sci. Manufacturing, 81, 78 (2016)
  37. R.Subasri, T.Mathews, O.Sreedharan. Mater. Lett., 57, 1792 (2003)
  38. B.Rambabu, S.Ghosh, W.Zhao, H.Jena. J. Power Sources, 159, 21 (2006)
  39. Y.L.Zhai, C.Ye, F.Xia, J.Z.Xiao, L.Dai, Y.F.Yang, Y.Q.Wang. J. Power Sources, 162, 1 (2006)
  40. B.Rambabu, S.Ghosh, H.Jena. J. Mater. Sci., 41, 7530 (2006)
  41. R.Chockalingam, V.R.W.Amarakoon, H.Giesche. J. Eur. Ceramic Society, 28, 959 (2008)
  42. X.T.Wang, G.M.Kale. Key Eng. Mater., 268 – 372 (2008)
  43. Z.Jiao, N.Shikazono, N.Kasagi. J. Power Sources, 195, 151 (2010)
  44. H.Y.Chang, Y.M.Wang, C.H.Lin, S.Y.Cheng. J. Power Sources, 196, 1704 (2011)
  45. Z.Jiao, N.Shikazono, N.Kasagi. J. Power Sources, 196, 13 (2011)
  46. S.A.Acharya. J. Power Sources, 198, 15 (2012)
  47. Y.f.Bu, Q.Zhong, W.y.Tan, R.j.Zhou, Y.Song, W.Cai. Mater. Sci. Semiconduc. Proc., 16, 6 (2013)
  48. A.Gondolini, E.Mercadelli, A.Sanson, S.Albonetti, L.Doubova, S.Boldrini. J. Eur. Ceramic Society, 33, 1 (2013)
  49. D.Han, J.Iihara, S.Uemura, K.Kazumi, C.Hiraiwa, M.Majima, T.Uda. J. Mater. Chem., A, 4, 10601 (2016)
  50. H.Zhang, B.A.Wilhite. J. Membrane Sci., 512, 15 (2016)
  51. C.Yang, H.Zhao, Z.Du, Y.Shen, C.Yan. J. Membrane Sci., 508, 104 (2016)
  52. L.Yang, C.Zuo, S.Wang, Z.Cheng, M.Liu. Adv. Mater., 20, 17 (2008)
  53. M.Santos, C.Alves, F.A.C.Oliveira, T.Marcelo, J.Mascarenhas, A.Cavaleiro, B.Trindade. J. Power Sources, 231, 146 (2013)
  54. J.Prado-Gonjal, R.Heuguet, D.Munoz-Gil, A.Rivera-Calzada, S.Marinel, E.Moran, R.Schmidt. Int. J. Hydrogen Energy, 40, 45 (2015)
  55. H.P.Dasari, K.Ahn, S.Y.Park, J.Hong, H.Kim, K.J.Yoon, J.W.Son, B.K.Kim, H.W.Lee, J.H.Lee. J. Alloys Compd., 672, 397 (2016)
  56. S.S.B.C.Abdullah, T.Teranishi, H.Hayashi, A.Kishimoto. Mater. Design, 115, 231 (2017)
  57. A.A.Jais, S.A.M.Ali, M.Anwar, M.R.Somalu, A.Muchtar, W.N.R.W.Isahak, C.Y.Tan, R.Singh, N.P.Brandon. Ceramics Int., 43, 11 (2017)
  58. W.Sun, W.Liu. J. Power Sources, 217, 114 (2012)
  59. S.Jadhav, V.Puri, L.Jadhav. J. Alloys Compd., 685, 626 (2016)
  60. A.Jacobson, B.t. Tofield, B.Fender. Acta Crystallogr. Section B: Struct. Crystallog. Crystal Chem., 28, 956 (1972)
  61. S.Dubal, A.Jamale, S.Jadhav, S.Patil, C.Bhosale, L.Jadhav. J. Alloys Compd., 587, 664 (2014)
  62. A.S.Kumar, R.Balaji, S.Jayakumar. Mater. Chem. Phys., 202, 82 (2017)
  63. M.Gupta, S.Shirbhate, P.Ojha, S.Acharya. Solid State Ionics, 320, 199 (2018)
  64. C.Madhusudan, K.Venkataramana, C.Madhuri, C.V.Reddy. J. Mater. Sci.-Mater. Electron., 29, 17067 (2018)
  65. K.Venkataramana, K.Ravindranath, C.Madhuri, C.Madhusudan, N.Pavan Kumar, C.Vishnuvardhan Reddy. Ionics, 24, 1429 (2018)
  66. K.Venkataramana, C.Madhuri, J.Shanker, C.Madhusudan, C.V.Reddy. Ionics, 24, 3075 (2018)
  67. B.Wang, L.Bi, X.S.Zhao. J. Eur. Ceramic Society, 38, 16 (2018)
  68. X.Xu, L.Bi, X.S.Zhao. J. Membr. Sci., 558, 17 (2018)
  69. D.Han, Y.Otani, Y.Noda, T.Onishi, M.Majima, T.Uda. RSC Adv., 6, 19288 (2016)
  70. A.Gondolini, E.Mercadelli, A.Sanson, S.Albonetti, L.Doubova, S.Boldrini. Ceramics Int., 37, 4 (2011)
  71. C.Alves, T.Marcelo, F.A.C.Oliveira, L.C.Alves, J.Mascarenhas, B.Trindade. J. Eur. Ceramic Society, 33, 12 (2013)
  72. H.Sun, Y.Zhang, H.Gong, Q.Li, Y.Bu, T.Li. Ceramics Int., 42, 3 (2016)
  73. B.Wang, X.Liu, L.Bi, X.Zhao. J. Power Sources, 412, 664 (2019)
  74. C.Tongxiang, Z.Yanwei, Z.Wei, G.Cuijing, Y.Xiaowei. J. Power Sources, 195, 5 (2010)
  75. J.Feng, J.Qiao, W.Sun, P.Yang, H.Li, Z.Wang, K.Sun. Int. J. Hydrogen Energy, 40, 37 (2015)
  76. A.A.Jais, S.Ali, M.Anwar, M.R.Somalu, A.Muchtar, W.N.R.W.Isahak, N.A.Baharudin, K.L.Lim, N.P.Brandon. J. Solid State Electrochem., 24, 711 (2020)
  77. A.L.de Medeiros, A.E.Martinelli, D.M.de Araujo Melo, M.O.Orlandi, D.A.Macedo. Electrochem. Society, 44 (2014)
  78. L.Pinheiro, F.Tabuti, A.Martinelli, F.Fonseca. Ceramics Int., 42, 7 (2016)
  79. S.Islam, J.M.Hill. ECS Transactions, 35, 1389 (2011)
  80. S.Islam, J.M.Hill. J. Power Sources, 196, 11 (2011)
  81. H.Y.Chang, Y.M.Wang, C.H.Lin, S.Y.Cheng. Adv. Mater. Res., 702, (2013)
  82. A.L.de Medeiros, A.E.Martinelli, D.M.de Araujo Melo, M.O.Orlandi, D.A.Macedo. ECS Transactions, 61, 1 (2014)
  83. L.B.Pinheiro, A.E.Martinelli, F.C.Fonseca. Adv. Mater. Res., 975, 154 (2014)
  84. S.Mago, K.L.Singh, A.P.Singh, C.Sharma, P.Sharma. JOM, 71, 3796 (2019)
  85. K.Li, J.Chen, J.Peng, R.Ruan, M.Omran, G.Chen. J. Hazardous Mater., 384, 121227 (2020)
  86. A.C.Chien, J.Y.Nicole. Catal. Commun., 154, 106312 (2021)
  87. J.Sacanell, M.G.Bellino, D.G.Lamas, A.G.Leyva. Physica B-Condensed Matter, 398 (2), 341 (2007)
  88. A.P.Khandale, S.S.Bhoga, R.V.Kumar. Solid State Ionics, 238, 1 (2013)
  89. J.Peng, J.Binner. J. Mater. Sci. Lett., 21, 247 (2002)
  90. I.Ganesh, R.Johnson, G.Rao, Y.Mahajan, S.Madavendra, B.Reddy. Ceramics Int., 31, 67 (2005)
  91. K.Tahmasebi, M.Paydar. J. Alloys Compd., 509, 4 (2011)
  92. .D.Punde, A.P.Khandale, S.S.Bhoga. Solid State Ionics, 262, 701 (2014)
  93. A.P.Khandale, B.S.Pahune, S.S.Bhoga, R.V.Kumar, R.Tomov. Int. J. Hydrogen Energy, 44, 29 (2019)
  94. N.H.Menzler, F.Tietz, S.Uhlenbruck, H.P.Buchkremer, D.Stöver. J. Mater. Sci., 45 (2010)
  95. S.A.M.Ali, M.Anwar, M.R.Somalu, A.Muchtar. Ceramics Int., 43, 4647 (2017)
  96. A.C.Ferrel-Alvarez, M.A.Dominguez-Crespo, H.Cong, A.M.Torres-Huerta, D.Palma-Ramirez, J.T.S.Irvine. J. Alloys Compd., 851, 156882 (2021)
  97. Z.Yang, Y.Chen, C.Jin, G.Xiao, M.Han, F.Chen. RSC Adv., 5, 2702 (2015)
  98. W.Liu, H.Kou, X.Wang, L.Bi, X.Zhao. Ceramics Int., 45, 16 (2019)
  99. Z.Zhang, Y.Gong, D.Wu, Z.Li, Q.Li, L.Zheng, W.Chen, W.Yuan, L.Y.Zhang. Int. J. Hydrogen Energy, 44, 5 (2019)
  100. J.Mei, Y.Zhang, T.Liao, Z.Sun, S.X.Dou. Nat. Sci. Rev., 5, 3 (2018)
  101. W.Gao, J.Sun, S.Liu, Y.Liu, C.Li, N.Tang. J. Rare Earths, 24, 1 (2006)
  102. M.B.Choi, K.T.Lee, H.S.Yoon, S.Y.Jeon, E.Wachsman, S.J.Song. J. Power Sources, 220, 15 (2012)
  103. C.H.Hua, C.C.Chou. Ceramics Int., 41, S1 (2015)
  104. T.Saradha, A.Subramania, K.Balakrishnan, S.Muzhumathi. Mater. Res. Bull., 68, 320 (2015)
  105. F.J.A.Loureiro, D.A.Macedo, R.M.Nascimento, M.R.Cesario, J.P.F.Grilo, A.A.Yaremchenko, D.P.Fagg. J. Eur. Ceramic Soc., 39, 5 (2019)
  106. N.Ekraminejad, M.Jafari, T.Amiri, E.Shahsavari, H.Salamati, M.Ranjbar. Mater. Chem. Phys., 278, (2022)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».