Desarrollo de catalizadores anódicos para celdas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia

Autores
Volpe Giangiordano, María Florencia
Año de publicación
2020
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Es necesario desarrollar nuevas alternativas para los materiales empleados como ánodos en celdas tipo SOFC debido a la baja estabilidad que presentan estos materiales debida a las altas temperaturas de operación, la inestabilidad redox, la baja tolerancia al azufre y la tendencia a formar carbón que tienen los ánodos convencionales. En los últimos años, se han reportado trabajos que estudian distintos tipos de perovskitas como materiales anódicos para celdas tipo SOFC, debido a su excelente estabilidad estructural bajo atmósferas redox, su bajo costo de producción y su estabilidad mecánica y térmica. No obstante, resulta necesario mejorar la actividad y estabilidad catalítica que éstos presentan. El objetivo de la tesis es desarrollar nuevos catalizadores anódicos y para esto se sintetizó NiTiO3 (NTO) por el método de las sales fundentes, y además el mismo material impregnado con un 5% de Ni (N-NTO). Por medio de la caracterización estructural se observa que tanto NTO como N-NTO presentan estructuras cristalinas del tipo ilmenita luego de calcinarlos a 850°C. La caracterización redox por TPR indica que el proceso de reducción del NiTiO3 a Ni/TiO2 inicia a partir de 700 °C. Se observó la segregación superficial de nanopartículas de Ni de aproximadamente 26 nm desde la matriz de NTO, luego de reducir ambos materiales a 850°C. Las pruebas de actividad catalítica fueron llevadas a cabo en un reactor tubular de lecho fijo a presión atmosférica. Estas arrojaron excelentes valores de conversión y selectividad para la reacción de oxidación parcial de metano, atribuibles a la elevada dispersión de partículas de Ni segregadas y ancladas en la superficie del sólido. Los ensayos de estabilidad mostraron que el N-NTO mantuvo los valores de conversión de CH4 durante 100 hs de operación. Se evaluó el comportamiento electroquímico utilizando una celda SOFC simétrica del material N-NTO soportada en el electrolito, para la cual se obtuvo una resistencia a la polarización de 0.023 Ω cm2 en atmósfera de 7% H2/N2 a 750 °C, y se logró alcanzar un valor de densidad de potencia máxima de 273 mW cm−2 a 800 °C, utilizando Pt cátodo de referencia. Estos valores ubican al N-NTO como un material atractivo como ánodo SOFC, permitiendo llevar a cabo trabajos futuros en pos de mejorar las características del sistema.
Carrera: Doctorado en Ingeniería Tipo de beca: Doctoral Año de inicio de beca: 2017 Año de finalización de beca: 2022 Organismo: CONICET Apellido, Nombre del Director/a/e: Pompeo, Francisco Apellido, Nombre del Codirector/a/e: Nichio, Nora Tipo de investigación: Aplicada
Facultad de Ingeniería
Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas
Materia
Ingeniería Química
SOFC
Ánodo
Catalizador
NiTiO3
SOFC
Anode
Catalyst
Nitio3
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
SEDICI (UNLP)
Institución
Universidad Nacional de La Plata
OAI Identificador
oai:sedici.unlp.edu.ar:10915/114249

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Carrera: Doctorado en Ingeniería Tipo de beca: Doctoral Año de inicio de beca: 2017 Año de finalización de beca: 2022 Organismo: CONICET Apellido, Nombre del Director/a/e: Pompeo, Francisco Apellido, Nombre del Codirector/a/e: Nichio, Nora Tipo de investigación: Aplicada
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