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TAZ-PFC-2012-757

Procesado mediante fusión zonal asistida con láser y caracterización de ánodos de níquel-circonia sobre sustratos de circonia

Cubero Ruiz, Álvaro
Laguna Bercero, Miguel Ángel (dir.)

Peña Torre, José Ignacio (ponente)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2012
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos, Área de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica

Ingeniero Industrial

Resumen: El presente proyecto tiene por objetivo mejorar la estabilidad eléctrica y microestructural de los cermets (compuestos cerámico-metálicos) de Ni-YSZ usados típicamente como ánodos en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). La mejora propuesta está basada en la solidificación direccional de eutécticos mediante la fusión asistida por láser. Este cambio en la microestructura aportará estabilidad a altas temperaturas y mejorará las prestaciones eléctricas del ánodo. Se ha demostrado previamente que los cermets de Ni-YSZ producidos a partir de mezclas eutécticas por fusión zonal asistida con láser, presentan propiedades microestructurales y eléctricas muy ventajosas en comparación con los cermets convencionales. Sin embargo, la integración de los ánodos procesados con láser en la pila de combustible es bastante compleja. En este proyecto, se pretende realizar la integración de dichos ánodos directamente sobre electrolitos de YSZ. En primer lugar se fabricarán sustratos de YSZ que posteriormente harán las funciones del electrolito de la celda. A continuación se elaborará una suspensión cerámica de NiO-YSZ para recubrir dicho electrolito. Es importante la caracterización reológica de esta pasta porque de ella dependerá la buena adherencia al sustrato, y que se obtenga además un espesor de capa suficiente para ser procesado. Por último se llevará a cabo la integración ánodo-electrolito mediante la técnica de dip coating. Posteriormente se realizará un estudio del procesado plano asistido por láser de las muestras, en función tanto de la potencia suministrada en el proceso como de la velocidad de avance de barrido. Por último se realizará una caracterización microestructural de los recubrimientos procesados mediante microscopía electrónica de barrido, que permita seleccionar las condiciones próximas a las óptimas. Con los parámetros de procesado seleccionados se fabricarán celdas simétricas (estructura ánodo-electrolito-ánodo). Se reducirá el óxido de níquel a níquel metálico en los ánodos para que aporte la conducción eléctrica y por último se realizará su caracterización eléctrica mediante espectroscopia de impedancias. El objetivo es estudiar la resistencia de polarización que aportan los ánodos a la resistencia total de la celda. Una vez obtenidos todos los resultados se compararán los datos de ánodos eutécticos con los cerámicos (fabricación convencional).

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera

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Registrado por la Universidad de Zaragoza bajo la licencia Creative Commons.


 

 Registro creado el 2012-11-21, última modificación el 2013-05-21


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