Estrategias para la reducción de la temperatura de funcionamiento de pilas de combustible de óxido sólido

Resumen

La presente tesis explora diferentes estrategias para la reducción de la temperatura de trabajo en pilas de combustible de óxido sólido. Este tipo de pilas de combustible es en la actualidad uno de los principales candidatos a operar como generador eléctrico en un sistema energético en el vector hidrógeno. Un sistema energético basado en el hidrógeno podría resolver de los mayores retos científicos existentes en el ámbito energético. Por un lado cubriendo las necesidades energéticas que se deriven del progresivo agotamiento de las reservas de combustible fósil y por otro lado disminuyendo la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera. Dicha emisión masiva de CO2 parece ser una de las principales causas del cambio climático que tiene lugar en la actualidad. Se explora en esta tesis la reducción de la temperatura de operación de las pilas de combustible de óxido sólido con el fin de solventar problemas que se derivan de trabajar a elevadas temperaturas, e.g., compatibilidad termomecánica y reactividad entre materiales o elevado precio de materiales interconectores (cerámicos). Entre otras se abarcaron: el estuido de nuevos materiales para electrolito (La2Mo2O9), el estudio de nuevos materiales para cátodo (GdBaCo2O5.5), el desarrollo de una técnica de depósito de capas gruesas cerámicas de elevada densidad para electrólitos (circona estabilizada con itria), el desarrollo de modelos eléctricos para el análisis de las propiedades de conductores mixtos para cátodo, el estudio por medio de dinámica molecular de dopantes de diferente radio en fluoritas para electrolito. Se fabricó y evaluó un dispositivo completo obteniendo densidades de potencia suepriroes a 400 mW/cm2 a temperaturas de 750ºC.