Electrodes for solid oxide cells based on (Pr1-xSrx )0.95FeO3-δ

Abstract

Las perovskitas de composición Pr1-xSrxFeO3-δ (x= 0.2, 0.4, 0.6, 0.8) son materiales prometedores para electrodos en pilas de combustible de óxido sólido simétricas (SSOFC) debido a su alta conductividad iónica y electrónica, estabilidad química y baja resistencia de polarización. Su uso puede contribuir al desarrollo de pilas de combustible más eficientes y sostenibles. En este trabajo se ha estudiado la influencia de diferentes composiciones de Sr y Pr con el objetivo principal de estabilizar el material en condiciones reductoras para utilizarlo como ánodo y como cátodo. Se espera reducir la resistencia específica de polarización aportando buena conductividad electrónica. Los materiales fueron sintetizados utilizando el método del precursor liofilizado y se han caracterizado mediante difracción de rayos-X, espectroscopía fotoelectrónica de rayos-X, microscopía electrónica de barrido y espectroscopía de impedancias compleja. Todos los materiales sintetizados son monofásicos con una estructura cúbica tipo perovskita. Mediante el uso de la espectroscopía fotoelectrónica de rayos-X (XPS), se pudo determinar el praseodimio y el hierro presentan varios estados de oxidación, Pr3+,4+ y Fe2+,3+,4+ respectivamente. Los mejores valores de resistencia específica de polarización de 0.15 Ω cm2 en aire y de 0.09 Ω cm2 en 100% H2 se obtuvieron Pr0.4Sr0.6FeO3-δ y Pr0.6Sr0.4FeO3-δ a 700 ºC.