Células de combustible de cerámica protónica fácilmente procesadas con un alto rendimiento a bajas temperaturas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Conversión de energía

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de cerámica protónica (PCFC) ofrecen un funcionamiento a menor temperatura que las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) debido a la mayor conductividad de protones.
• Los desafíos en la fabricación de PCFC y el desarrollo del cátodo han limitado su adopción generalizada.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un proceso de fabricación simplificado para los PCFC.
• Para crear un nuevo material de cátodo para mejorar el rendimiento a temperaturas intermedias.
• Demostrar la estabilidad y la eficacia a largo plazo de los PCFC desarrollados.

Principales métodos:

• Fabricación de PCFC utilizando agentes de sinterización para una sola etapa de procesamiento a temperatura moderada.
• Desarrollo de un material de cátodo multifuncional: BaCo{0.4) Fe{0.4) Zr{0.1) Y{0.1) O{3-δ) (BCFZY0.1).
• Prueba de las celdas de botón PCFC en combustibles H2 y CH4 a temperaturas comprendidas entre 350°C y 500°C.

Principales resultados:

• Fabricación exitosa de PCFC con un proceso simplificado a temperatura moderada.
• Se obtienen densidades de potencia altas: 455 mW/cm2 en H2 y 142 mW/cm2 en CH4 a 500°C.
• Funcionamiento estable demostrado sin degradación durante 1400 horas y funcionalidad hasta 350°C.

Conclusiones:

• El método de fabricación desarrollado y el material del cátodo permiten un funcionamiento eficiente y estable de los PCFC a baja temperatura.
• Estos avances allanan el camino para la aplicación práctica de los PCFC utilizando combustibles de hidrógeno e hidrocarburos.
• El estudio destaca el potencial de los PCFC como una alternativa viable para la generación de energía limpia.