Materiales mesoporosos para aplicaciones en celdas de combustible de óxido sólido

CAMPOS MARINO M.D.P; ETCHEVEST M; SIEVERS B; GRANJA L; SACANELL J; ZELCER A

Santa Fe

Congreso; Reunión de la Asociación de Física Argentina; 2019

El funcionamiento de las celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs) se basa en la transformación de energía química, producida por la generación de agua mediante hidrógeno e iones de oxígeno transmitidos por la celda, en energía eléctrica. Con el fin de optimizar el funcionamiento de las SOFCs, se fabricaron films densos y mesoporosos de ZrO2-Y2O3 (97%:3%) utilizando la técnica de dip coating sobre distintos tipos de sustratos y se sometieron a diversos tratamientos térmicos. Los films fueron caracterizados mediante reflectometría de rayos (XRR), difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM); con el fin de conocer el espesor, la porosidad, la morfología y la cristalinidad. Se observó porosidad ordenada en todos los films. Además se evidenció la generación de estructura cristalina (tetragonal o cúbica) de grano chico al tratarlas a 750ºC durante 30 minutos.Se estudió la conducción iónica de las películas por espectroscopía de impedancia en atmósfera de aire a temperaturas entre 500ºC y 700ºC, con el fin de poder comparar las muestras densas y porosas. Se observó una evolución en la resistencia de polarización de ambas. En el caso de las muestras mesoporosas se observó un aumento de un orden de magnitud, mientras que en las densas se duplicó el valor de la resistencia. Por esto se dispuso a caracterizar nuevamente las muestras que fueron sometidas al proceso de medición (XRR, XRD, SEM), donde se observó la existencia de desorden en la porosidad y la aparición de fase cristalina monoclínica, la cual tiene baja conductividad iónica.