Title

INFLUÊNCIA DA ESPESSURA DO ELETRÓLITO SOBRE O DESEMPENHO DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO

INFLUENCE OF ELECTROLYTE THICKNESS ON THE SOLID OXIDE FUEL CELL PERFORMANCE

Authorship

Gutierres, Taisa Eva Fuziger; Furtado, José Geraldo de Melo

Gutierres, Taisa Eva Fuziger

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Furtado, José Geraldo de Melo

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DOI

10.5151/2594-5327-20896

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Abstract

Células a combustível de óxido sólido (SOFC) têm apresentado redução de custos e, por conseqüência, têm se tornado uma nova opção tecnológica para a geração de energia elétrica. Existe uma tendência tecnológica de redução da temperatura de operação deste tipo de célula a combustível da atual faixa de 1000-9000C para 800- 6500C, possibilitando uma construção mais simples do dispositivo e reduzindo as exigências que devem ser atendidas pelos seus materiais e componentes constitutivos. Contudo, como a condutividade iônica do eletrólito depende da temperatura, a espessura deste componente passa a desempenhar um papel decisivo nas perdas de potências das SOFC. Neste trabalho, com base na caracterização microestrutural, eletroquímica e elétrica, foi investigado a influência da espessura do eletrólito sólido sobre o desempenho de células unitárias do tipo SOFC e seus conjugados eletrólito-eletrodos. Os resultados obtidos mostram que foi possível alcançar significativa redução da resistência elétrica quando a espessura do eletrólito foi reduzida. Bons resultados acerca do comportamento elétrico em potencial de circuito aberto e em densidade de corrente elétrica igual a 1 A/cm2 foram também obtidos.

Solid oxide fuel cells (SOFC) must have significantly reduced their cost in order to reach entry markets for new technologies for generating electrical power. Thus, there is a technological tendency to reduce the operating temperature of this type of fuel cell of the current 1000-9000C to 800-6500C, as this makes assembly and engineering of the device simpler and softens the requirements criteria that the various materials and components must meet. However, as the ionic conductivity of the electrolyte is very dependent on temperature, the thickness of the electrolyte is replaced by a fundamental role as it will determine the power losses of the SOFC generator. In this work, based on microstructural, electrical and electrochemical characterizations, it was investigated the influence of the thickness of the solid electrolyte on the performance of SOFC single cell units and combined anode-electrolyte ceramics. The early results obtained show that it was possible to achieve significant reduction in electrical resistances when the thickness of the electrolyte is also significantly reduced. Good results on the electrical behavior under open circuit voltage and to the 1 A/cm2 electrical current density conditions were also obtained.

Keywords

Células a combustível; SOFC; Eletrólito sólido; Caracterização elétrica.

Fuel cells; SOFC; solid electrolyte; electrical characterization.