Elaboración y caracterización de nuevos materiales cermet modificado para el uso como ánodo de celdas de combustible sofc
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Date
2012
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) son dispositivos electroquímicos que transforman la energía de una reacción química en energía eléctrica y calor. Una SOFC opera a través de la oxidación electroquímica del combustible en el ánodo y reducción simultánea de oxígeno en el cátodo. El ánodo más utilizado en las SOFC es un cermet de níquel y zirconia dopada con itrio (YSZ), este cermet Ni/YSZ es comúnmente usado debido a su bajo costo y alta estabilidad química en atmósfera reductora. Sin embargo, la actividad del cermet y el rendimiento de la celda son afectados por la formación de depósitos de carbono cuando se utilizan hidrocarburos. En esta investigación se realizó la impregnación con bario del cermet Ni/YSZ, con el fin de generar un material conductor protónico in situ que mejorara la cinética de la reacción anódica, y de manera concomitante, pudiera evitar la formación de carbono por la presencia de una fase químicamente básica. El documento despliega una presentación general del contexto del estudio, en el que se describe el funcionamiento del sistema SOFC, incluyendo las características requeridas en los materiales con un énfasis en el mecanismo de oxidación de combustibles en el ánodo. Posteriormente se describen los medios experimentales y las técnicas de caracterización: estructural (DRXP) y análisis de Rietveld, microestructural (SEM-EDXS) y electroquímica (EIS). En la última parte se realiza una discusión general de los resultados, que contempla el análisis de las condiciones necesarias para la formación del material deseado; acompañado de la caracterización estructural. Seguidamente se presenta una visión microestructural (SEM-EDXS) que da información de la integración del bario en el seno de la estructura del cermet. Finalmente se presenta la caracterización electroquímica por EIS y el respectivo análisis del comportamiento de la celda modificada, en comparación con una celda que no contiene bario.
Description
Keywords
SOFC, ÁNODO, CERMET Ni/YSZ, PEROVSKITA, DIFRACCIÓN DE RAYOS X, ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIA ELECTROQUÍMICA.