Propiedades electrocataliticas de ánodos de Ni/CeO2-ZrO2 para SOFCS de temperatura intermedia

MARÍA G. ZIMICZ; SUSANA A. LARRONDO; PEDRO NÚÑEZ; DIEGO G. LAMAS

San Juan, Pcia. San Juan, Argentina

Congreso; Tercer Congreso Nacional, Segundo Congreso Iberoamericano Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía HYFUSEN 2009; 2009

Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - CNEA

Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs) representan actualmente un desafío en el campo de la investigación, dado que es necesario desarrollar materiales que permitan disminuir su temperatura de operación. En especial, un problema importante es encontrar ánodos de propiedades electrocatalíticas adecuadas para operación a temperaturas intermedias. En este trabajo se evaluó el desempeño electrocatalítico de ánodos de materiales compuestos de níquel y ceria-circonia (ZDC) con diferentes contenidos de níquel. El desempeño electrocatalítico se evaluó mediante la técnica de espectroscopía de impedancia en atmósferas de 5% H2 diluido en Ar, humidificado con 3% H2O, y en H2 puro. Estos análisis se realizaron utilizando la configuración de celda simétrica (ánodo/electrolito/ánodo). Se utilizaron electrolitos de ceria-samaria (SDC), y se depositaron los ánodos mediante la técnica de película gruesa a partir de polvos de ZDC impregnados con nitrato de níquel. Se ensayaron diversas temperaturas de fijado, hasta obtener una temperatura óptima (menor resistencia de polarización específica, ASR). Fijando esta temperatura, se realizaron variaciones en el contenido de Ni (60, 50 y 40%), y se determinó el porcentaje óptimo. Con fines comparativos, se realizaron los mismos ensayos utilizando ánodos de SDC. La microestructura de los ánodos se analizó por microscopía electrónica de barrido. Los valores de ASR encontrados fueron de 0.11 y 0.08 Wcm2 para los ánodos de ZDC y SDC respectivamente, medidos en H2 diluido a 700ºC. En cambio, en H2 puro la ASR cae en un orden de magnitud: 0.08 y 0.06 Wcm2 para ZDC y SDC respectivamente, medidos a 600ºC. Estos valores demuestran una excelente performance del ánodo, ya que los valores reportados en la literatura son de 0.19 Wcm2 para SDC medido en las mismas condiciones. Estos resultados indican que los materiales compuestos de Ni/ZDC son muy promisorios para ser utilizados en ánodos de SOFCs de temperatura intermedia.