DESARROLLO DE ELECTROLITOS DELGADOS PARA IT-SOFCs

FERNANDEZ ZUVICH, AFRA; GONZALEZ OLIVER, CARLOS; CANEIRO, ALBERTO; SOLDATI, ANALIA L.; SERQUIS, ADRIANA C.

Córdoba

Congreso; HYFUSEN 2013; 2013

Comisión Nacional de Energía Atómica

Las celdas de combustible de óxido sólido son dispositivos electroquímicos que convierten energía química a eléctrica en un solo paso. Su optimización requiere mejorar procesos para preparar monoceldas que operen a temperaturas intermedias (IT-SOFCs), e incrementar la potencia del dispositivo mediante apilamiento. En las celdas soportadas por el electrolito, éste debe, además de transportar iones, ser denso y soportar mecánicamente la estructura, por lo que usualmente poseen espesores del orden de los milímetros. Debido a que el electrolito muestra una resistencia eléctrica proporcional a su espesor, la obtención de electrolitos delgados es una de las claves para aumentar la potencia de las celdas.Este trabajo presenta la optimización de la síntesis de electrolitos delgados de Ce0.9Gd0.1O2-δmediante la técnica de tape casting y su caracterización morfológica y estructural. La técnica consiste en extender una pasta (mezcla de material cerámico con aditivos orgánicos) sobre una superficie plana, hasta obtener una capa de espesor uniforme. Después de un tratamiento térmico a temperaturas entre 1250ºC-1450ºC, se obtuvieron electrolitos delgados de entre 15 y30μm de espesor. Para obtener un electrolito mecánicamente resistente para soportar lamanipulación es necesario apilar no menos de 3 capas (aproximadamente 100μm). Lacaracterización se realizó por microscopía electrónica de barrido y de transmisión, espectroscopíade impedancia compleja y difracción de rayos X. Se discute la correlación entre las propiedadesestructurales, morfológicas y electroquímicas para estos materiales, que presentan espesores mucho menores a los obtenidos por prensado uniaxial (1000μm) permitiendo disminuir la resistencia del electrolito y consecuentemente aumentar la potencia entregada por las celdas.