Review on microfabricated micro-solid oxide fuel cell membranes
Source abstract
Abstract
Abstract Micro-solid oxide fuel cells (μ-SOFC) are promising power sources for portable electronic devices. This review presents the current status of development of microfabricated micro-solid oxide fuel cell membranes for power delivery. The μ-SOFC membranes are developed using micro-electro-mechanical system (MEMS) fabrication and machining techniques. The different designs of free-standing μ-SOFC membranes and μ-SOFCs deposited on porous substrates are presented. The materials used in the μ-SOFC anode, electrolyte and cathode are discussed and compared along with their microstructures. The electrical performance data of the different μ-SOFC designs are compared and discussed. High μ-SOFC performances of 677 mW cm −2 were demonstrated at temperatures as low as 400 °C.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Advancements in Solid Oxide Fuel Cells · Electronic and Structural Properties of Oxides · Electrocatalysts for Energy Conversion
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (96)
Show source-provided references
1. Kundu · J. Power Sources · 2007 · 170 · 6710.1016/j.jpowsour.2007.03.066 ↗
2. Casalegno · Appl. Therm. Eng. · 2007 · 27 · 74810.1016/j.applthermaleng.2006.10.007 ↗
3. La O · Int. J. Energy Res. · 2007 · 31 · 54810.1002/er.1280 ↗
4. Singhal · 2003
5. Bieberle-Hutter · J. Power Sources · 2008 · 177 · 12310.1016/j.jpowsour.2007.10.092 ↗
6. Nikbin · Fuel Cell Rev. · 2006 · 21
7. A.F. Jankowski, J.P. Hayes, R.T. Graff, J.D. Morse, Materials for Energy Storage, Generation and Transport, Materials Research Society, 730 (2002) pp. 93.
8. S.B. Schaevitz, A. Franz, R. Barton, US 2005/0115889 (2005).
9. S.B. Schaevitz, A. Franz, R. Barton, A.P. Ludwiszewski, US 2006/0263655 (2006).
10. Infortuna · Adv. Funct. Mater. · 2008 · 18 · 12710.1002/adfm.200700136 ↗
11. Muecke · Adv. Funct. Mater. · 2008 · 18 · 110.1002/adfm.200700505 ↗
12. Muecke · Solid State Ionics · 2008 · 178 · 176210.1016/j.ssi.2007.10.002 ↗
13. Beckel · J. Power Sources · 2007 · 173 · 32510.1016/j.jpowsour.2007.04.070 ↗
14. Rupp · J. Am. Ceram. Soc. · 2007 · 90 · 179210.1111/j.1551-2916.2007.01531.x ↗
15. Bieberle-Hutter · MST News · 2005 · 04–05 · 12
16. G. Robert, EP 1455409-A1 (2004).
17. L.J. Gauckler, D. Beckel, U.P. Muecke, P. Müller, J.L.M. Rupp, WO2007/045111 (2007).
18. L.J. Gauckler, D. Beckel, U.P. Muecke, P. Müller, J.L.M. Rupp, WO2007/045113 (2007).
19. D. Beckel, L.J. Gauckler, WO2007056876-A1; EP1951641-A1 (2007).
20. Rey-Mermet · Solid State Ionics · 2008 · 179 · 149710.1016/j.ssi.2008.01.007 ↗
21. S. Rey-Mermet, P. Muralt, J. Baborowski, PCT/EP2006/069688 (2007).
22. Stutz · J. Power Sources · 2008 · 182 · 55810.1016/j.jpowsour.2008.04.020 ↗
23. Stutz · Chem. Eng. Sci. · 2006 · 61 · 402710.1016/j.ces.2006.01.035 ↗
24. M.J. Stutz, W.J. Stark, D. Poulikakos, EP 07012131 (2007).
25. Hotz · Appl. Catal. B · 2007 · 73 · 33610.1016/j.apcatb.2007.01.001 ↗
26. Hotz · J. Power Sources · 2006 · 158 · 33310.1016/j.jpowsour.2005.09.023 ↗
27. N. Hotz, D. Poulikakos, A.R. Studart, A. Bieberle-Hutter, L.J. Gauckler, EP 08 012273 (2008).
28. Huang · J. Electrochem. Soc. · 2007 · 154 · B2010.1149/1.2372592 ↗
29. Shim · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 385010.1021/cm070913t ↗
30. Baertsch · J. Mater. Res. · 2004 · 19 · 260410.1557/JMR.2004.0350 ↗
31. Jasinski · Microelectron. Int. · 2008 · 4210.1108/13565360810876001 ↗
32. Sammes · J. Power Sources · 2005 · 145 · 42810.1016/j.jpowsour.2005.01.079 ↗
33. Suzuki · Electrochem. Solid-State Lett. · 2007 · 10 · A17710.1149/1.2739211 ↗
34. Suzuki · J. Power Sources · 2008 · 54410.1016/j.jpowsour.2008.05.026 ↗
35. Srikar · J. Power Sources · 2004 · 125 · 6210.1016/j.jpowsour.2003.07.002 ↗
36. Fleig · Solid State Ionics · 2004 · 174 · 26110.1016/j.ssi.2004.07.035 ↗
37. Dietrich · Microelectron. Eng. · 1996 · 30 · 49710.1016/0167-9317(95)00295-2 ↗
38. Yamazaki · Electrochim. Acta · 2004 · 50 · 66310.1016/j.electacta.2004.01.092 ↗
39. H. Huang, P. Su, F.B. Prinz, M. Nakamura, T.P. Holme, R. Fashing, Y. Saito, WO2007084776-A2; US2007184322-A1 (2007).
40. Kwon · 2008
41. Su · Nano Lett. · 2008 · 8 · 228910.1021/nl800977z ↗
42. Joo · J. Power Sources · 2008 · 182 · 58910.1016/j.jpowsour.2008.03.089 ↗
43. Rey-Mermet · Solid State Ionics · 2006 · 217
44. S. Rey-Mermet, Microfabricated Solid Oxide Fuel Cells, PhD thesis (2008).
45. Kang · J. Electrochem. Soc. · 2006 · 153 · A55410.1149/1.2164769 ↗
46. Tang · J. Micromech. Microeng. · 2005 · 15 · 18510.1088/0960-1317/15/9/S03 ↗
47. Bunshah · 1994
48. Ohring · 2002
49. Wang · J. Power Sources · 2008 · 175 · 7510.1016/j.jpowsour.2007.09.066 ↗
50. Rupp · 2008
51. Mizusaki · J. Electrochem. Soc. · 1994 · 141 · 212910.1149/1.2055073 ↗
52. Bieberle · J. Electrochem. Soc. · 2001 · 148 · A64610.1149/1.1372219 ↗
53. Muecke · Acta Mater. · 2008 · 56 · 67710.1016/j.actamat.2007.09.023 ↗
54. La O · J. Electroceram. · 2004 · 13 · 69110.1007/s10832-004-5177-9 ↗
55. Kleinlogel · 2000
56. Godickemeier · J. Electrochem. Soc. · 1998 · 145 · 41410.1149/1.1838279 ↗
57. Kleinlogel · 1998 · 97
58. Kleinlogel · 1999 · 225
59. Perednis · 2000 · 819
60. Perednis · Solid Oxide Fuel Cells VIII (SOFC VIII) · 2003 · 2003 · 970
61. Holtappels · Solid Oxide Fuel Cells VIII (SOFC VIII) · 2003 · 1003
62. Perednis · Solid State Ionics · 2004 · 166 · 22910.1016/j.ssi.2003.11.011 ↗
63. Greenberg · Adv. Funct. Mater. · 2006 · 16 · 4810.1002/adfm.200500289 ↗
64. Quinn · J. Mater. Res. · 2008 · 23 · 60910.1557/JMR.2008.0077 ↗
65. Rupp · Acta Mater. · 2007 · 55 · 350510.1016/j.actamat.2007.02.002 ↗
66. Rupp · Acta Mater. · 2006 · 54 · 172110.1016/j.actamat.2005.11.032 ↗
67. Rupp · Adv. Funct. Mater. · 2008
68. Huang · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89 · 14310710.1063/1.2358851 ↗
69. Suzuki · Solid State Ionics · 2002 · 151 · 11110.1016/S0167-2738(02)00589-1 ↗
70. Rupp · Solid State Ionics · 2006 · 177 · 251310.1016/j.ssi.2006.07.033 ↗
71. Bieberle-Hutter · Acta Mater. · 2008 · 56 · 17710.1016/j.actamat.2007.09.006 ↗
72. Kosacki · Solid State Ionics · 2000 · 136 · 122510.1016/S0167-2738(00)00591-9 ↗
73. Joo · Solid State Ionics · 2006 · 177 · 105310.1016/j.ssi.2006.04.008 ↗
74. Heiroth · Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process · 2008 · 93 · 63910.1007/s00339-008-4689-6 ↗
75. Kosacki · Solid State Ionics · 2005 · 176 · 131910.1016/j.ssi.2005.02.021 ↗
76. Garcia-Barriocanal · Science · 2008 · 321 · 67610.1126/science.1156393 ↗
77. Kreuer · Annu. Rev. Mater. Res. · 2003 · 33 · 33310.1146/annurev.matsci.33.022802.091825 ↗
78. Ranran · Solid State Ionics · 2006 · 177 · 38910.1016/j.ssi.2005.11.020 ↗
79. Zhu · High-Performance Ceramics III · 2005 · 280–283 · 413
80. Fleig · Fuel Cells · 2006 · 6 · 28410.1002/fuce.200500209 ↗
81. Brichzin · Solid State Ionics · 2002 · 152 · 49910.1016/S0167-2738(02)00379-X ↗
82. Bieberle-Hutter · J. Electroceram. · 2006 · 16 · 15110.1007/s10832-006-5945-9 ↗
83. Bieberle-Hutter · Solid State Ionics · 2006 · 177 · 196910.1016/j.ssi.2006.06.017 ↗
84. Hertz · J. Electrochem. Soc. · 2007 · 154 · B41310.1149/1.2452902 ↗
85. Peters · J. Electrochem. Soc. · 2008 · 155 · B73010.1149/1.2909552 ↗
86. Steele · Solid State Ionics · 1998 · 106 · 25510.1016/S0167-2738(97)00430-X ↗
87. Prestat · J. Electroceram. · 2007 · 18 · 8710.1007/s10832-007-9012-y ↗
88. Prestat · J. Electroceram. · 2007 · 18 · 11110.1007/s10832-007-9021-x ↗
89. Baumann · J. Electrochem. Soc. · 2007 · 154 · B93110.1149/1.2752974 ↗
90. Beckel · Solid State Ionics · 2007 · 178 · 40710.1016/j.ssi.2007.01.019 ↗
91. Perry Murray · Solid State Ionics · 2002 · 148 · 2710.1016/S0167-2738(02)00102-9 ↗
92. Shao · Nature · 2004 · 431 · 17010.1038/nature02863 ↗
93. Baumann · Solid State Ionics · 2006 · 177 · 318710.1016/j.ssi.2006.07.057 ↗
94. Baumann · Solid State Ionics · 2008 · 119810.1016/j.ssi.2008.02.059 ↗
95. Heule · Sens. Actuators B-Chem. · 2003 · 93 · 10010.1016/S0925-4005(03)00243-0 ↗
96. Berger · 2008