Desarrollo de catalizadores anódicos basados en perovskitas para celdas de combustible de óxido sólido

• Autores: Volpe Giangiordano, María Florencia; Toscani, Lucia; Pompeo, Francisco
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingeniería; catalizadores; óxido sólido; titanato de níquel; niquelato de lantano
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFCs) se presentan como una alternativa prometedora para generar energía con elevada eficiencia y bajas emisiones de gases, entre otras ventajas, dentro de las que también se destaca la flexibilidad operativa que permite al admitir una amplia variedad de combustibles. En el ánodo de una SOFC tiene lugar la oxidación del combustible, con lo cual, para mejorar el rendimiento del dispositivo, el material del ánodo debe presentar varias características que lo conviertan en apto: un desempeño electroquímico adecuado, alta conductividad electrónica, coeficientes de dilatación térmica compatibles con el electrolito y, en el caso de que se utilicen combustibles hidrocarbonados, es muy deseable que sea catalíticamente activo y selectivo a la reacción química de oxidación del combustible alimentado. Los cermets (compuestos metal-cerámicos) basados en Ni y, especialmente, el Ni-YSZ (óxido de circonio estabilizado con óxido de itrio) se utilizan tradicionalmente como ánodos de las SOFC, aunque siguen presentando numerosos inconvenientes, como la formación de depósitos de carbono, el envenenamiento por azufre y la baja estabilidad redox. Por ello, se ha dedicado un gran esfuerzo al desarrollo de nuevos materiales como alternativa a los ánodos convencionales. Los óxidos de tipo perovskita con la fórmula general ABO3 han sido ampliamente estudiados y se utilizan en una gran variedad de aplicaciones debido a su enorme versatilidad. En particular, la gran estabilidad de la estructura perovskita en comparación con otras disposiciones cristalinas y su capacidad, dada la correcta selección de los cationes A y B, de mantener una gran concentración de vacantes de oxígeno la convierten en un buen candidato como electrodo en aplicaciones de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). En los últimos años, se han publicado varios trabajos sobre el uso de perovskitas como materiales anódicos, destacando su estabilidad estructural en atmósferas redox, su bajo costo y su elevada estabilidad mecánica y térmica. Sin embargo, es necesaria una mayor optimización de estas estructuras con el objetivo de desarrollar materiales eficientes, especialmente en términos de actividad catalítica y conductividad electrónica, ya que las pilas de combustible basadas en perovskitas siguen proporcionando una menor densidad de potencia en contraste con los cermets de Ni tradicionales. El presente trabajo se centra en la preparación, el estudio y la caracterización catalítica y electroquímica de sólidos basados en dos tipos de perovskitas: el titanato de níquel (NiTiO₃) y el niquelato de lantano (LaNiO₃).
Facultad de Ingeniería