Ánodos basados en ceria para celdas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia

PAULA M. ABDALA; MARÍA G. ZIMICZ; SUSANA A. LARRONDO; PEDRO NÚÑEZ; DIEGO G. LAMAS

Salta, Pcia. Salta, Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Sociedad Argentina de Fisicoquímica

En este trabajo, se evaluaron las propiedades electrocatalíticas de ánodos de ceria dopada con diferentes óxidos, CeO2-Gd2O3 (GDC), CeO2-Sm2O3 (SDC) y CeO2-ZrO2 (ZDC), con diferentes contenidos de Ni (40, 50 y 60 %peso NiO). Los mismos fueron preparados por impregnación con nitrato de níquel de polvos nanoestructurados. Los materiales obtenidos fueron posteriormente mezclados con un vehículo apropiado, pintados sobre la superficie de electrolitos de GDC o SDC y fijados a diferentes temperaturas. Los estudios se realizaron por espectroscopia de impedancia utilizando la configuración de celdas simétricas (ánodo/electrolito/ánodo) en atmósfera de H2 diluido (5%H2/Ar) y puro, ambos humidificados (3%H2O), en el rango de 500 a 800ºC. La microestructura de los ánodos fue observada por microscopía electrónica de barrido para correlacionarla con las propiedades electrocatalíticas. Los estudios en H2 diluido permitieron optimizar la temperatura de fijado y el contenido de Ni de los diferentes ánodos. Posteriormente, los ánodos óptimos se midieron en H2 puro, obteniéndose valores de resistencia de polarización específica (ASR) de excelente performance, en el rango de 0,03 y 0,08 Ωcm2 a 600ºC. Estos valores son mejores que los que se encuentran en la literatura, cuyos valores óptimos son del orden de 0,20 Ωcm2 en SDC o GDC a la misma temperatura. Además, nuestros resultados muestran que los ánodos con ceria de menor tamaño de grano tienen mejor performance.2-Gd2O3 (GDC), CeO2-Sm2O3 (SDC) y CeO2-ZrO2 (ZDC), con diferentes contenidos de Ni (40, 50 y 60 %peso NiO). Los mismos fueron preparados por impregnación con nitrato de níquel de polvos nanoestructurados. Los materiales obtenidos fueron posteriormente mezclados con un vehículo apropiado, pintados sobre la superficie de electrolitos de GDC o SDC y fijados a diferentes temperaturas. Los estudios se realizaron por espectroscopia de impedancia utilizando la configuración de celdas simétricas (ánodo/electrolito/ánodo) en atmósfera de H2 diluido (5%H2/Ar) y puro, ambos humidificados (3%H2O), en el rango de 500 a 800ºC. La microestructura de los ánodos fue observada por microscopía electrónica de barrido para correlacionarla con las propiedades electrocatalíticas. Los estudios en H2 diluido permitieron optimizar la temperatura de fijado y el contenido de Ni de los diferentes ánodos. Posteriormente, los ánodos óptimos se midieron en H2 puro, obteniéndose valores de resistencia de polarización específica (ASR) de excelente performance, en el rango de 0,03 y 0,08 Ωcm2 a 600ºC. Estos valores son mejores que los que se encuentran en la literatura, cuyos valores óptimos son del orden de 0,20 Ωcm2 en SDC o GDC a la misma temperatura. Además, nuestros resultados muestran que los ánodos con ceria de menor tamaño de grano tienen mejor performance. Los resultados anteriores muestran que los materiales estudiados son promisorios candidatos para ánodos de IT-SOFCs, ya se obtuvieron excelentes valores de ASR.