Catalizadores de Ni-CeO2-Gd2O3 para celdas de combustible de oxido sólido

LUIZA ANDRADE; MARIA DO CARMO RANGEL; GERARDO SANTORI; FRANCISCO POMPEO; NORA NICHIO

Congreso; 4º Congreso Nacional - 3° Congreso Iberoamericano Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía. HYFUSEN 2011.; 2011

Las celdas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia (IT-SOFC) operadas con metano, propano o hidrocarburos liquidos son una de las alternativas más prometedoras para la conversión directa de energía química en energía eléctrica limpia y eficiente. Sin embargo, el uso de temperaturas más bajas conduce a una disminución de la eficiencia de las celdas y para superar estas dificultades es esencial la adecuada selección de los componentes del anodo de la celda de combustible. A pesar de que esta selección se basa generalmente en las conductividades electrónica e iónica del material y no en sus propiedades catalíticas, existe un consenso de que las propiedades catalíticas del ánodo en las celdas SOFCs desempeñan un papel importante en el rendimiento global. En el presente trabajo se estudio el desarrollo de catalizadores de Ni (30-50% p/p) soportados en CeO2 modificado con el agregado de Gd2O3 (20-30% mol/mol) para su utilización como ánodo en celdas IT-SOFC. Los materiales fueron testeados en el reformado con vapor de metano y propano en el rango de temperaturas de 600-700°C. La reacción de reformado de propano conduce a menor deposición de carbono que el reformado con metano y por consiguiente se logra mayor estabilidad de los catalizadores. Debido a la presencia de vapor de agua en el medio de reacción, es importante evitar el sinterizado de las partículas metálicas para no perder actividad catalítica. Los catalizadores de Ni-CeO2-Gd2O3 presentaron mayor resistencia al sinterizado que Ni-CeO2. Con respecto a la desactivación por deposición de carbono, fueron estudiadas las muestras pos-reacción por microscopia Raman in-situ. Se determinó que la presencia de Gd2O3 conduce a depósitos de carbono más reactivo, de estructura menos cristalina y que es posible eliminar por quemado a temperaturas inferiores que los depósitos de carbono de los catalizadores soportados sobre CeO2. Los resultados permiten concluir que el catalizador más promisorio para ser utilizado como ánodo en un celda tipo IT-SOFC es aquel que contiene 30% de Ni y 20% de Gd sobre CeO2.