UNIDEF   23986
UNIDAD DE INVESTIGACION Y DESARROLLO ESTRATEGICO PARA LA DEFENSA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
NANOMATERIALES CERÁMICOS PARA PILAS DE COMBUSTIBLE DE ÓXIDO SÓLIDO
Autor/es:
L. TOSCANI; S.A. LARRONDO.
Reunión:
Jornada; Jornada Nacional de Investigación en Cerámicos, JONICER 2015; 2015
Resumen:
Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs, Solid Oxide Fuel Cells) son dispositivos electroquímicos que convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica de manera directa, eficiente y más limpia que el sistema basado en la máquina térmica.Una SOFC es construida con materiales cerámicos, conformada por dos electrodos (ánodo y cátodo) y un electrolito. El combustible ingresa en el ánodo donde se oxida liberando electrones al circuito externo. El combustible debe ser una sustancia susceptible de ser oxidada electroquímicamente como el H2, CO, hidrocarburos, alcoholes, biogás, etc. Por otro lado, en el cátodo ingresa el oxidante, generalmente aire, dónde tiene lugar la reacción de reducción del oxígeno utilizando los electrones del circuito externo. El electrolito, es un cerámico denso que actúa como separador físico de ambos electrodos y que posee una elevada conductividad iónica por iones O2- para cerrar el circuito eléctrico. Actualmente las SOFCs tienen un sistema ánodo/electrolito/cátodo conformado por cerámicos y compuestos metal-cerámicos (cermets) bien ensayado, pero que opera a temperaturas cercanas a 1000°C, región en la que el electrolito posee una conductividad iónica elevada (0,1S.cm-1). Para que este tipo de celdas se haga económicamente viable, es prioritario reducir la temperatura de operación para reducir los costos de fabricación y de trabajo. Es necesario entonces, desarrollar nuevos conjuntos ánodo/electrolito/cátodo que permitan construir SOFCs capaces de operar en la región 500-700°C, conocidas como SOFCs de temperatura intermedia (IT-SOFCs). En este contexto el uso de nanocerámicos tienen gran potencial dadas las propiedades especiales que presentan, asociadas a la mayor contribución de la superficie. Estas propiedades pueden mejorar la performance electroquímica de las SOFCs a menores temperaturas, ya sea porque contribuyan a la disminución de la resistencia óhmica del electrolito, a la disminución de las resistencias de polarización de ambos electrodos (ánodo y cátodo) o por proveer sitios activos que confieran resistencia a la formación de coque o al envenenamiento con azufre en el ánodo.En el presente trabajo presentamos los resultados obtenidos con nanocerámicos sintetizados por método ?citratos? o ?gelificación-combustión?, caracterizados por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Difracción de rayos-X (DRX) y Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). Estos materiales se usaron para la construcción de SOFCs tipo botón que fueron exitosamente probadas en nuestro laboratorio. En la figura 1 puede verse la curva de potencia y de descarga observándose que se obtuvo una potencia máxima de 100mW/cm2 (mediciones con potenciostato-galvanostato).