Resumen de Desarrollo y optimización de interconectores generados porpulvimetalúrgia para aplicaciones en sistemas de generación de energía a alta temperatura (SOC)

M. Monterde Hernández, L. Bernadet, J.A. Calero, Emilio Jiménez Piqué, M. Torrell

• español

  Un problema intrínseco asociado con el uso de fuentes de energíarenovables es la demanda de los consumidores, por lo que el almacenamiento de energía se convierte en esencial para los nuevos escenarios de bajo consumo de carbono. Durante los períodos del día en los que la producción de energía es superior a la demanda el exceso de potencia puede utilizarse para producirhidrógeno por electrólisis del agua (SOEC) mientras que en la situación contraria el hidrógeno producido puede volver a convertirse en energía eléctrica utilizando una pila de combustible (SOFC). La s pilas de combustible o generadores electroquímicos son los sistemas más eficientes para aprovechar el alto contenidoenergético del hidrógeno. Para generar el stack o apilamiento del sistema SOFC o SOEC son necesarios celdas (cerámicas técnicas multicapas con función de ánodo, cátodo y electrolito) e interconectores. La temperatura de funcionamiento deestos sistemas (700 – 850ºC) permite la fabricación de interconectores de acero inoxidable ferrítico (FSS) producidos mediante pulvimetalurgia convencional (PM).Se han optimizado tanto la composición del FSS como los parámetros de diseño y procesado en PM (presión de compactación, temperatura de sinterización y atmósfera). Con la finalidad de limitar y evitar el envenenamiento por cromo de la celda cerámica, se ha realizado un estudio de diferentes técnicas (roll-painting ydirect inkjet printing (DIP)) para la aplicación de estos recubrimientos barrera de cromo (espinelas de óxido manganeso cobalto) que deben ser conductores eléctricos y presentar unos coeficientes de expansión térmica (CET) similares al electrolito y el interconector.

• English

  An intrinsic problem associated with the use of renewable energysources is consumer demand, so energy storage becomes essential for new lowcarbon scenarios. During periods of the day when energy production exceeds demand, excess power can be used to produce hydrogen by electrolysis of water (SOEC) while in the opposite situation the hydrogen produced can be convertedback into electricity using a fuel cell (SOFC).Fuel cells or electrochemical generators are the most efficient systems to take advantage of the high energy content of hydrogen. In order to generate the stack of the SOFC or SOEC system,cells (multi-layer ceramics with anode, cathode and electrolyte function) and interconnectors are needed.700 - 850ºC operating temperature of these systems allows the manufacture of ferritic stainless steel (FSS) interconnectors producedby conventional powder metallurgy (PM). Both the composition of the FSS and the design and processing parameters in PM (compaction pressure, sintering temperature and atmosphere) have been optimised. In order to limit and avoid chromium poisoning of the ceramic cell, a study has been carried out of differenttechniques (roll-painting and direct inkjet printing) for the application of these chromium barrier coatings (manganese cobalt oxide spinels) which must be electrically conductive and have thermal expansion coefficients (TEC) similar to the electrolyte and the interconnector