Celle a combustibile ad ossidi solidi  progettazione e sviluppo di materiali per catodi

Bevilacqua, Manuela

Celle a combustibile ad ossidi solidi progettazione e sviluppo di materiali per catodi

Bevilacqua, Manuela

2008-04-04

http://hdl.handle.net/10077/2632

Doctoral Thesis

Contributor(s)

Fornasiero, Paolo

Abstract

L’argomento della presente tesi si colloca nell’ambito della progettazione e dello sviluppo di materiali per il catodo di SOFCs ed il contributo scientifico che si propone di fornire trova spazio nella necessità di approfondire la conoscenza delle proprietà di materiali presentati in letteratura come promettenti ma non ben caratterizzati, per poter proseguire con la progettazione razionale di nuove composizioni e con la loro relativa caratterizzazione. L’approccio di ricerca adottato è stato quello di approfondire le conoscenze relative ad una famiglia di materiali a struttura perovskitica a base di lantanio, nichel e ferro, cercando di comprendere quali dettagli microstrutturali, morfologici e di composizione chimica possano giustificare un incremento o meno della prestazione elettrochimica sul processo di riduzione dell’ossigeno. La ricerca si è articolata nei seguenti punti: a)sintesi e studio delle caratteristiche della perovskite di composizione chimica LaNi0.6Fe0.4O3 (LNF) come potenziale catodo di SOFCs operative a temperature intermedie; b)studio delle prestazioni elettrochimiche di elettrodi puri e compositi a base di LNF in presenza dei due conduttori ionici YSZ e SDC. La migliore prestazione elettrochimica su semicelle è stata riscontrata per il sistema composito LNF-SDC, per il quale la combinazione dei requisiti di compatibilità chimica e conducibilità mista ionica-elettronica, derivante dalla combinazione dei due materiali al limite ottimale di percolazione, hanno determinato una migliore estensione della TPB; c)progettazione e la caratterizzazione dei materiali La(1-x)SrxNi0.6Fe0.4O3 (LSNF-X) ottenuti per drogaggio della perovskite LNF, con percentuali variabili di Sr; d) caratterizzazione dell’elettrodo composito LSNF-9.0 in presenza di SDC; e)assemblaggio della SOFC completa, utilizzando LNF come catodo, preparata con la tecnica del doppio tape casting, ottimizzata per sistemi a base di YSZ.