Nota técnica: DESARROLLO DE ELECTROLITOS ULTRADELGADOS PARA CONSTRUCCIÓN DE CELDAS DE COMBUSTIBLE DE ÓXIDO SÓLIDO DE TEMPERATURA INTERMEDIA

N.A. GOMEZ; L.M. TOSCANI; S.A. LARRONDO

2017-03-01/2019-03-31

Darrollo de máquina de tape casting y optimización de las formulaciones de las pastas cerámicas.

Energia-Otros

OBJETIVOS DEL PROYECTO interno CITEDEF SOFC2016: El objetivo planteado para el proyecto es el diseño, construcción, automatización y optimización de una máquina de tape-casting, la puesta a punto de la técnica de fabricación de películas delgadas, el armado de nuevos dispositivos SOFC con las películas delgadas obtenidas y la evaluación de su performance. El depósito de tintas en filmes delgados se denomina habitualmente tape-casting o doctor-blade process. Es el método de procesamiento clásico para obtener superficies planas ultradelgadas. Para el desarrollo de estas láminas ultradelgadas es necesario contar con una máquina en la cual la suspensión del polvo inorgánico en medio líquido fluya en el delgado espacio libre entre una cuchilla y una superficie plana. De acuerdo con el movimiento se pueden encontrar máquinas en las cuales se mueve la superficie plana y máquinas en las que se mueve la cuchilla sobre la superficie. Este procedimiento da lugar a una película de anchura y espesor controlados. Luego, la película depositada es tratada térmicamente para lograr que se evapore el disolvente y sintericen las partículas logrando una elevada densidad de material.3.1. Objetivos específicosEl proyecto se planteó en tres etapas principales que se describen a continuación:Etapa 1. Diseño, construcción y automatización de la máquina de tape-casting: se propone diseñar una máquina de tape-casting de operación automática construida en el laboratorio. Se realizará la automatización del dispositivo con la adquisición de rieles, motor y una placa para control paso a paso del movimiento de la cuchilla. La automatización permitirá obtener películas ultradelgadas de espesor constante.Etapa 2. Optimización de la reología de las pastas: Se debe lograr que la mezcla de solventes con el material cerámico finamente dividido tenga una reología tal que permita la aplicación de una capa homogénea y que, luego de la calcinación a altas temperaturas, se logre una densificación superior al 97 %.Etapa 3. Armado de SOFCs con los electrolitos obtenidos: Esto requiere depositar sobre los discos ultradelgados de electrolito, los materiales de electrodo que se han desarrollado en el grupo y optimizar la temperatura de fijado. Durante el estudio de la performance de las SOFCs es crítico lograr sellados estancos que, al tener electrolitos ultradelgados, será necesario optimizarlos respecto del sellado de electrolitos más gruesos como los usados hasta el presente. Se caracterizarán las SOFCs construidas en el rango de temperaturas de 500 °C a 750 °C con diferente composición de la alimentación.