Fabricación y Caracterización de nanopartículas de Ce0.9Gd0.1O1.95 para cátodos con gradiente de composición utilizados en IT-SOFC.

C. SETEVICH; L. TOSCANI; LARRONDO, S.; F. PRADO

Villa Carlos Paz

Encuentro; IV Nano-Córdoba; 2017

Una contribución importante a la resistencia de una celda de combustible de óxido solido de temperatura intermedia (IT-SOFC) es la resistencia de polarización del electrodo, especialmente en el cátodo. Los óxidos del sistema La1-xBaxCoO3- (LBC) son utilizados como material de cátodo debido a que presentan alta conductividad iónica-electrónica y alta actividad catalítica para la reacción de reducción del oxígeno en el rango de temperaturas de 500 < T < 800 ºC [1]. Un requerimiento adicional para los materiales de cátodo es que debe ser compatible químicamente y térmicamente con el óxido de cerio dopado con Gd (GDC) o Sm (SDC), o con el óxido La0.85Sr0.15Mg0.2Ga0.8O3- (LSGM), utilizados frecuentemente como electrolitos para IT-SOFC. Asimismo, uno de los problemas de las cobaltitas LBC que afecta su aplicación práctica en celdas IT-SOFC es la diferencia entre los coeficientes de expansión (TEC) de la cobaltita y el electrolito, lo cual causa problemas de adherencia y una delaminación del electrodo en la interfase electrodo-electrolito con la consiguiente degradación del rendimiento de la celda [1]. Para evitar discontinuidades en el valor del TEC en la interfase electrodo-electrolito se utiliza lo que se conoce como cátodo con gradiente de composición. Este cátodo es preparado de manera que la composición del mismo varía gradualmente desde una capa de electrolito puro hasta una capa preparada con el electrodo puro y capa intermedias donde se mezclan electrodo y electrolito en distintas proporciones. Teniendo en cuenta lo antes mencionado, en este trabajo presentamos la síntesis, caracterización y los resultados obtenidos para las nanopartículas de GDC obtenidas mediante el método de combustión para su uso en el electrodo con gradiente de composición utilizando el conductor mixto de La0.5Ba0.5CoO3-. Mediante la evaluación de la respuesta electroquímica a la ORR con medidas de impedancia compleja se obtuvo el valor de resistencia de polarización de 0.036 Ωcm2 a 600 ºC en aire para el electrodo propuesto con partículas de GDC de área específica de 70 m2/g.