ELECTRODOS PARA IT-SOFCs DE ALTA PERFORMANCE BASADOS EN CONDUCTORES MIXTOS NANOESTRUCTURADOS

LAMAS, D. G.; ABDALA, P. M.; ACUÑA, L. M.; BELLORA, M. S.; MEJIA GOMEZ, A. E.; SACANELL, J.

Congreso; HYFUSEN; 2013

La principal dificultad que tienen las celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs)convencionales es que operan a muy altas temperaturas (900-1000°C), lo que obliga al empleo demateriales de interconexión muy costosos y ocasiona dificultades por difusión y/o reacción químicaen las interfases, diferencias de coeficientes de dilatación de los distintos componentes, cicladotérmico, etc. Para reducir la temperatura de operación, dispositivos conocidos por SOFCs detemperatura intermedia (IT-SOFCs), es necesario encontrar nuevos materiales de alta performance, por lo que se estudian nuevas composiciones y nuevas micro-nanoestructuras.Para aumentar la eficiencia de los electrodos, se ha propuesto el empleo de conductores mixtos, es decir, materiales que conducen simultáneamente por iones O2- y electrones. El interés en este tipo de materiales se debe a que la reacción con el gas se produce en toda la superficie del electrodo, a diferencia de lo que ocurre en el caso de conductores electrónicos, para los cuales la reacción ocurre sólo en los puntos de contacto triple [electrodo/electrolito/gas]. Esto vale tanto para el cátodo (en este caso el gas es aire) como para el ánodo (el gas es el combustible). Comoconductores mixtos para cátodo, son de interés cobaltitas y cobalto-ferritas, mientras que paraánodo tienen gran importancia los materiales en base a ceria (CeO2), de excelentes propiedadescatalíticas para oxidación de hidrocarburos.En este trabajo se analiza la performance de cátodos y ánodos de conductores mixtosnanoestructurados de alta área específica. Para ambos electrodos se encontró que se logra unaimportante mejora en su performance electroquímica al reducir el tamaño de grano, lo que puededeberse al gran aumento de la superficie de reacción, pero también a una mayor difusividad de losiones O2-. Para comprender mejor los procesos de electrodo, se compararán diversos materiales de estructura perovskita para cátodo, como La0,6Sr0,4CoO3-δ , La0,6Sr0,4Co1-xFexO3-δ (x = 0,2 ; 0,5 y 0,8) y Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ , y ánodos basados en CeO2-Gd2O3 y CeO2-ZrO2.