Celdas de pilas de oxidó sólido. Avance en el procesado de materiales

Abstract

Este trabajo está enfocado a la síntesis y al procesado de los componentes de las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). La configuración empleada consiste en celdas (ánodo/electrolito/cátodo) soportadas por el electrolito. Se han sintetizado los compuestos, NiO-(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08, (ZrO2)0.92(Y2O3)0.08 y La0.6Sr0.4FeO3 como ánodo, electrolito y cátodo, respectivamente. Con objeto de disminuir la reactividad electrolito-cátodo, se ha empleado una barrera Ce0.8Sm0.2O1.9 entre ambos componentes. En buen acuerdo con K. Vidal y col. se ha utilizado la técnica de combustión por glicina-nitrato para la síntesis de los compuestos. La evaluación de la pureza, morfología y conductividad se ha llevado a cabo mediante difracción de rayos X (XRD) (método Rietveld), microscopía electrónica de barrido (MEB) y medidas de conductividad en bulk a través del método de cuatro puntos. Para el procesado del electrolito se ha empleado una prensa hidráulica, obteniéndose pastillas de 20 mm de diámetro y 500μm de espesor. Éstas se han sinterizado a 1450 ºC durante 4 h en aire, con objeto de alcanzar las propiedades físico-químicas adecuadas. La deposición del ánodo, cátodo y barrera se ha realizado por spray manual coloidal, empleándose una solución en base orgánica. Para analizar el comportamiento electroquímico de la estructura multicapa, se han realizado medidas de impedancia a 800 ºC durante 100 h. La degradación de los sistemas se ha estudiado a partir de análisis por energía dispersiva de rayos X (EDX) mediante el análisis de las micrografías de las secciones transversales.