Revestimiento De Celdas SOFC

Proceso de revestimiento de películas delgadas para celdas SOFC

Luego de la fase de formación de polvos se procede al proceso revestimiento de los componentes de celdas SOFC, de acuerdo a lo estudiado, las celdas de combustible tipo SOFC están compuestas por 3 partes (Ánodo, electrolito y cátodo) y cada parte está formada por una combinación de elementos químicos. Las cuales se mencionaran a continuación.

• Ánodo: Cermet Ni-GDC

• Electrolito: Fluorita GDC

• Cátodo: Perowskita LSCF

La idea de estos compuestos es que obtenga una buena conductividad eléctrica y resistencia a altas temperaturas, ya que estos componentes serán expuestos en un promedio de 1275°C.

Para llevar a cabo este proceso se toman en cuenta 3 técnicas que ayudan a construir las celdas.

1. Press coating (Revestimiento por prensado mecánico)

2. Spray coating (Revestimiento por rocío)

3. Primer tratamiento térmico (Co-sinterización del electrolito en soporte anódico)

4. Spin coating (Revestimiento centrífugo)

5. Segundo tratamiento térmico (Co-sinterización del cátodo en soporte anódico electrolítico)

Siguiendo un orden lógico y con las combinaciones correctas de estas técnicas (Spray coating y Spin coating) se obtendrá un revestimiento exitoso.

Press coating (Revestimiento por prensado mecánico)

En este proceso se implementara la formación del ánodo a partir de sus respectivos troqueles y una prensa de 10 toneladas métricas.

Se adhiere el en polvo a los troqueles de acero inoxidables para ser prensados con una fuerza promedio entre 6 a 8 toneladas métricas. Como resultado se obtienen un cilindro con las siguientes dimensiones 19 mm de diámetro, 10 mm de altura y 1 mm de espesor.

Se comprende lo importante de esta parte de revestimiento, ya que la celda esta soportada en ánodo porque los materiales que lo componen permiten una fácil conducción de combustibles a través del tubo celda

Spray Coating (Revestimiento rocío)

En esta etapa se debe preparar el electrolito en polvo para luego ser diluido en solvente orgánico especial, el producto de la mezcla transforma el polvo de electrolito en una pasta semi-liquida. Luego la pasta semi-liquida es introducida en un recipiente dispensador, el cual se acopla al aerógrafo para ser inyectado con aire (el aire proviene de un compresor) y atravesar una tobera para disipar finas gotas hacia el ánodo que descansa sobre una superficie caliente. Cuando la solución se deposita sobre la superficie se evapora el solvente y sobre el ánodo queda el material con el cual se quiere revestir.

Tratamiento térmico (Co-sinterización del electrolito en soporte anódico)

El tubo anódico revestido con película electrolítica es llevado a un horno especial de alta temperatura para ser tratado térmicamente, el horno debe

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