Resumen de Synthesis and processing of SOFC components for the fabrication and characterization of anode supported cells

Aritza Wain Martin, Roberto Campana, Aroa Moran Ruiz, Aitor Larrañaga, María Isabel Arriortua Marcaida

• español

  En el presente artículo se pretende evaluar el rendimiento de diferentes compuestos nanométricos previamente sintetizados como componentes pila de combustible de óxido sólido (SOFC) en condiciones reales. Para ello se han fabricado pilas SOFC de soporte anódico con distintas configuraciones.

  Los compuestos NiO-(Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 (NiO–YSZ), (Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 (YSZ), Sm0.2Ce0.8O1.9 (SDC), La0.6Sr0.4FeO3 (LSF) y LaNi0.6Fe0.4O3 (LNF) se utilizaron como soporte anódico, electrolito, barrera, cátodo y capa de contacto, respectivamente. Para la obtención de las celdas, los soportes anódicos se fabricaron mediante prensado uniaxial y las capas restantes se añadieron utilizando la técnica de aerografía, ensamblándolas mediante diferentes procesos de sinterización. Las celdas desarrolladas se han testeado electroquímicamente en un rango de temperaturas entre 750 y 865°C. Además, se han llevado a cabo ensayos de degradación bajo corriente constante. Asimismo, para caracterizar la microestructura de las celdas, se ha utilizado un microscopio electrónico de barrido (SEM) equipado con un espectrómetro de rayos X por energía dispersiva (EDX).

  Los resultados obtenidos muestran que la incorporación de las capas catódicas y de contacto incrementan las densidades potencia y disminuyen las resistencias totales de las celdas respecto a la celda sin cátodo, especialmente al añadir la capa de contacto LNF. A pesar de la mejora obtenida, se han de realizar más ensayos a fin de optimizar el funcionamiento de los dispositivos SOFC en los ensayos de degradación.

• English

  In this article, it is intended to evaluate the performances of previously synthesized different nanometric compounds as SOFC components under real conditions. For this purpose, anodic supports SOFCs have been manufactured in different configurations.

  The compounds NiO-(Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 (NiO–YSZ), (Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 (YSZ), Sm0.2Ce0.8O1.9 (SDC), La0.6Sr0.4FeO3 (LSF) and LaNi0.6Fe0.4O3 (LNF) were used as anode support, electrolyte, barrier, cathode and contact layer, respectively. To obtain the cells, the anode supports were produced by uniaxial pressing and the remaining layers were added using the airbrush technique, assembling them by different sintering processes. The cells developed have been electrochemically tested in a temperature range between 750 and 865°C. Additionally, degradation tests have been carried out under constant current. Moreover, to characterize the microstructure of the cells, a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analyzer has been used.

  The results obtained show that the incorporation of cathode and contact layers increases the power densities and decreases the total resistances of the cells with respect to the cell without cathode, especially with the addition of the LNF contact layer. Despite the improvement obtained, more tests have to be carried out in order to optimize the performance of SOFC devices in degradation tests.