Celdas de combustible de óxido sólido. Estudios de reactividad y optimización de la intercapa cátodo-electrolito

Resumen

La principal alternativa para lograr una comercialización, económicamente viable, de las pilas de combustible de óxido sólido es disminuir su temperatura de operación. En este sentido, uno de los requisitos es disponer de materiales conductores mixtos que puedan ser utilizados como cátodos a temperaturas de operación, entre 550-800ºC. Los óxidos mixtos con estructura tipo perovskita de fórmula general La1-xSrxFeO3 presentan buenas propiedades como cátodos conductores mixtos empleados en pilas de combustible de óxido sólido. Se han realizado diversos trabajos preliminares, en los que se ha determinado que estos materiales reaccionan con el electrolito convencional de YSZ, generan fases que aumentan la resistencia de polarización y empeoran, por lo tanto, los potenciales de los cátodos. Como solución a este problema, se ha propuesto incluir una intercapa entre el material empleado como cátodo y el electrolito, con objeto de disminuir las reacciones en estado sólido que tienen lugar y, por lo tanto, mejorar la respuesta electroquímica del sistema. El objetivo principal de la investigación mostrada en esta memoria es estudiar los procesos que ocurren en la interfase electrolito-cátodo así como la influencia de la barrera de ceria dopada con samaria entre el electrolito y el cátodo. Una vez estudiadas las interacciones y principales efectos de dicha barrera, se ha realizado un proceso de optimización de parámetros tales como la microestructura, porosidad y espesor.