Sellos vitrocerámicos del sistema RO-BaO-SiO2(R=Mg, Zn) para pilas de combustible de óxido sólido (SOFC)

• Autores: Carlos Javier Lara López
• Directores de la Tesis: Alicia Durán Carrera (dir. tes.), María Jesús Pascual Francisco (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2006
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Vicente Fernández Herrero (presid.), Maria del Pilar Pena Castro (secret.), Jorge Ribeiro (voc.), Susana García (voc.), Pedro Gómez Romero (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Química inorgánica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • En esta tesis doctoral se ha diseñado y desarrollado una serie de composiciones que constituyen una nueva familia de materiales vitrocerámicos, pertenecientes a los sistemas MgO-BaO-SiO2 y ZnO-BaO-SiO2 para el sellado de IT-SOFC de configuración plana. El trabajo abarca desde la determinación de las zonas de formación de vidrio en ambos sistemas, no estudiadas en la literatura hasta ahora, hasta la caracterización de los vidrios y vitrocerámicos y de sus propiedades relevantes.

    Tras la caracterización térmica y diltométrica de las composiciones vítreas iniciales, se seleccionaron tres composiciones que satisfacían dos de los requerimientos más importantes, un CTE entre 10-12x10 -5 K-1, y un buen comportamiento frente a los procesos de sinterización y cristalización, por lo que en principio debían dar lugar a sellos densos y homogéneos. Con estos vidrios se estudiaron las curvas viscosidad-temperatura y las propiedades eléctricas en las condiciones de trabajo de la pila, oxidante y reductora.

    Asimismo, se abordó el estudio en profundidad del proceso de cristalización para caracterizar los mecanismos que actúan en cada composición en función del tamaño de partícula, de la temperatura y de la velocidad de calentamiento. Este estudio, realizado en colaboración con el LaMaV de Sao Carlos, Brasil, permitió conocer las cinéticas relativas de cristalización y compararlas con las cinéticas de sinterización, para optimar las condiciones de sellado, siempre respetando las condiciones de trabajo de la pila. Después de obtener sellos densos y homogéneamente cristalizados se ha estudiado la compatibilidad química de los mismos frente a distintos sustratos candidatos a formar el interconector, y con el electrolito, en las condiciones de funcionamiento de la pila. Los últimos ensayos se refieren a la determinación de la permeabilidad frente al oxígeno delos sellos, medidos en condiciones de gradientes de presiones, verificando que e