Investigación y desarrollo en celdas de combustible de óxido sólido para generación de energía

CASANOVA, J.; FRÁVEGAS, I.O.; FUENTES, R.O.; LAMAS, D.G.; ABDALA, P.M.; ACUÑA. L.M.; MEJÍA GOMEZ, A.; MUÑOZ, F.F.; ZIMICZ, M.C.; CABEZAS, M.D.; CANEIRO, ALBERTO; MOGNI, LILIANA V.; SERQUIS, ADRIANA C.; SOLDATI, ANALIA L.; BAQUÉ, LAURA; FERNANDEZ ZUVICH, AFRA; MONTENEGRO HERNANDEZ, ALEJANDRA; NAPOLITANO, FEDERICO; VEGA CASTILLO, JESÚS; LASCALEA, G.; LASSA, M.S.; LARRONDO, SUSANA A.; PRADO, FERNANDO D.; SÁNCHEZ, M.D.; SETEVICH, C.

Buenos Aires

Jornada; 1ra Reunión PAE Nº 36985: Producción, purificación y aplicación del hidrógeno como combustible y vector de energía; 2010

El objetivo principal es el desarrollo de nuevos materiales de electrolito y electrodosque permitan la operación de las celdas SOFC a temperaturas intermedias, utilizandohidrógeno y metano como combustibles. En este primer año de ejecución del proyecto serealizaron los siguientes avances:- Materiales para electrolito: Preparación y caracterización de las propiedades detransporte iónico de electrolitos sólidos de grano fino o nanoestructurados para SOFC dealta temperatura o de temperatura intermedia. Se estudiaron tanto electrolitos tradicionalesde YSZ como materiales más modernos: CeO2 dopada con Sm2O3 (SDC), CeO2 dopadacon Gd2O3 (GDC) y ZrO2 estabilizada con Sc2O3 (ScSZ). Se optimizaron las condiciones depreparación para obtener materiales de alta densidad y excelentes propiedades detransporte iónico. Además, se investigó la influencia de la micro/nanoestructura delcerámico en las propiedades de transporte iónico. Se compararon los materialessintetizados con materiales comerciales.- Materiales para cátodo: En este caso, se trabajó sobre 2 líneas de investigación:* Preparación y propiedades de nuevos materiales para cátodos de IT-SOFCs basados enconductores mixtos con estructura relacionada con la perovskita.* Preparación y propiedades de conductores mixtos nanoestructurados de estructura perovskitaEn ambos casos, se busco aumentar la performance del cátodo tanto a partir de ladisminución de los sobrepotenciales de reacción de electrodo como a partir del aumento desu estabilidad química-estructural. Se estudió principalmente la reaccion de electrodo enceldas simétricas [cátodo/electrolito/cátodo] bajo diferentes condiciones experimentales y lacompatibilidad químico-estructural entre los materiales a diferentes temperaturas.- Materiales para ánodo: Se estudiaron materiales para ánodo basados en cermets conCeO2-ZrO2, SDC o GDC como cerámico y Ni como metal (éste se logra a partir de reducirNiO, óxido que se prepara por impregnación del cerámico con nitrato de Ni). Estosmateriales son útiles tanto para SOFCs operadas con hidrocarburos como con hidrógeno.En el caso del sistema CeO2-ZrO2, se pusieron a punto varias rutas de síntesis y se estudiósu influencia de la ruta en la morfología, la textura y la actividad catalítica para oxidacióntotal de metano. En el caso de SDC y GDC, se partió de polvos comerciales de alta áreaespecífica. Los ánodos obtenidos se depositaron sobre electrolitos de SDC o GDC y seoptimizaron las condiciones de preparación para alcanzar excelentes propiedades para laoxidación del combustible, evaluadas en celdas siméticas [ánodo/electrolito/ánodo] enatmósfera de hidrógeno o metano en diferentes concentraciones.