: Estudio del mecanismo de reducción de oxígeno en cátodos para SOFC: fases de Ruddlesden-Popper

L. MOGNI; N. GRUNBAUM; F. PRADO; A. CANEIRO

CITEFA Buenos Aires

Workshop; I Workshop Nacional de Celdas SOFC; 2008

El estudio del mecanismo de reducción de oxígeno permite comprender, prever y mejorar las características de los materiales elegidos como cátodos para Celdas de Combustible de Oxido Sólido (SOFC). La reducción de oxigeno sobre el cátodo de las SOFC involucra especies situadas en las tres fases: gas, cátodo y electrolito sólido. O2gas + 4e- cátodo + 2VÖelectrolito → 2OOx,electrolito Si bien no existe un modelo general que permita describir el mecanismo de reducción de oxígeno, resultados experimentales muestran que la reacción depende de: La temperatura y la presión parcial de gas (pO2). 2). La naturaleza del electrolito sólido. La naturaleza del material de electrodo: conductor electrónico, conductor mixto, material sólido o líquido. De la morfología del electrodo: tamaño de partícula, porosidad, espesor, etc. El mecanismo de reacción puede involucrar distintas etapas en serie o en paralelo dando lugar a uno o más caminos de reacción. En este trabajo se presentará un estudio sistemático del mecanismo de reducción de oxígeno en cátodos formados por óxidos tipo perovskita, pertenecientes a las denominadas fases de Ruddlesden-Popper, de composición Sr3FeMO6+δ (M = Fe, Co, Ni). El mismo se llevó a cabo utilizando la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica en celdas simétricas del material en estudio soportado sobre Ce0.9Gd0.1O2-x como electrolito denso. El análisis de los resultados se complementó a través de la comparación con resultados previamente obtenidos para el compuesto La0.6Sr0.4Fe0.2Co0.8O3- δ. Se encontró que en el caso de electrodos con la misma microestructura, la reducción de O2 está dominada por la capacidad de transferencia de carga en el compuesto y por parámetros estructurales, que afectan tanto la difusión de oxígeno en el interior del sólido como la concentración de sitios superficiales para la adsorción de oxígeno.