Construcción de electrodos de microcombustible de alto rendimiento para celdas electroquímicas cerámicas de protón reversibles

Las celdas electroquímicas cerámicas de protón reversibles (R-PCECs) son de gran interés como dispositivos de conversión de energía eficientes. La optimización del diseño estructural puede mejorar las propiedades mecánicas y el transporte de gas de las celdas, lo que resulta en un mejor rendimiento electroquímico. En este estudio, desarrollamos por primera vez una R-PCEC micro-monolítica de 7 canales, con distribución uniforme de canales y una longitud de camino de difusión de gas más pequeña utilizando la técnica de inversión de fase/extrusión. La celda ensamblada con la estructura Ni-BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ (Ni-BZCYYb, soporte del electrodo de combustible) | BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb, electrolito) | PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ (PBSCF, electrodo de aire) mostró una densidad de potencia máxima de 0.94 W cm−2 a 700 °C en modo de celda de combustible y una densidad de corriente de electrólisis de 2.17 A cm−2 a 700 °C con un voltaje de operación de 1.3 V. Además, la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) indicó que la polarización difusiva de la celda estructurada se redujo efectivamente en comparación con su contraparte de un solo canal.