Síntesis y caracterización de materiales con estructura tipo perovskita para pilas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia= Synthesis and characterisation of perovskite-type structure materials for intermidiate temperature solid oxide fuel cells
- Autores: Juan Peña Martínez
- Directores de la Tesis: Pedro Felipe Núñez Coello (dir. tes.), Juan Carlos Ruiz-Morales (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de La Laguna ( España ) en 2007
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Teófilo Rojo Aparicio (presid.), Pablo Antonio Lorenzo Luis (secret.), Alain Tressaud (voc.), José Luis Rodríguez Marrero (voc.), Fernando M.b. Marques (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: RIULL
- Resumen
El objetivo del presente trabajo ha sido el desarrollo de una pila de combustible de óxidos sólidos (SOFC) para aplicaciones de temperatura intermedia (873-1073 K) basada en materiales con estructura tipo de perovskita. Como materiales cerámicos de electrolito, se han estudiado materiales basados en el galato de lantano, LaGaO3, concretamente La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O2.85 (LSGM) y La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,115Co0,085O3-delta (LSGMC), debido a su alta conductividad iónica y estabilidad frente a un rango elevado de presiones parciales de oxígeno.
En cuanto a materiales de electrodo, se han investigado diferentes conductores mixtos (iónicos-electrónicos) basados en las manganitas, cobaltitas y cromitas de lantano. Para su síntesis, se han utilizado métodos de precursores como sol-gel y liofilización, además de la clásica reacción en estado sólido, al objeto de reducir el tamaño de grano de los materiales policristalinos, y por lo tanto mejorar la microestructura de dichos materiales. Estos materiales han sido estructural y eléctricamente caracterizados por diversas técnicas, como XRD, SEM, TG/DTA, TMA, DSC, adsorción de N2, picnometría, espectroscopía de impedancia compleja, métodos de Van der Pauw y Gorelov y test electroquímicos, mediante ciclo-voltametría, de los distintos materiales ensamblados en pilas monocelda, siguiendo un diseño típico de electrolito soportado, y usando 5%H2/Ar e H2 puro humidificados como combustibles, y oxígeno y aire como gases oxidantes.
Empleando LSGM como electrolito, en capa fina preparado por tape casting y con un espesor de 120 micras, y como cátodo y ánodo, La0,8Sr0,2MnO3-delta (LSM) y La0,75Sr0,25Cr0,5Mn0,5O3-delta (LSCM) respectivamente, se obtuvo una densidad de potencia de 570 mW/cm2 a 1073 K. Aun así, se investigaron otros materiales de cara a reducir los sobrepotenciales de electrodo. En este sentido, el sobrepotencial catódico del material Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-delta (BSCF) fue considerablemente inferior
