Análisis electroquímico de una celda de óxido sólido soportada por electrolito del tipo MK35x durante operaciones de electrólisis a largo plazo

La actual ampliación de la electrólisis de óxido sólido a alta temperatura (SOEL) requiere comprender los mecanismos de degradación dominantes subyacentes para permitir un progreso continuo en el aumento de la durabilidad de los apilamientos. En el presente estudio, se investigó el comportamiento de degradación de los apilamientos de SOEL del tipo “MK35x” con interconexiones de cromo-hierro-itrio (CFY) y celdas soportadas por electrolito (ESC) desarrolladas en Fraunhofer IKTS. Para este propósito, se caracterizó el rendimiento electroquímico inicial de un apilamiento de 10 celdas en varias condiciones operativas tanto en modo de celda de combustible como en modo de electrólisis. La degradación se evaluó durante la operación de electrólisis de vapor en estado estacionario galvostático durante más de 3000 h a una temperatura de salida de oxígeno de 816 °C y una densidad de corriente de −0.6 A cm −2, mostrando una tasa de evolución de voltaje promedio de −0.3%/kh, lo que demuestra una alta estabilidad. La caracterización inicial y final en el punto de carga parcial a −0.39 A cm −2 y 800 °C llevó a la determinación de una tasa de degradación general positiva de 0.4%/kh, mostrando un impacto considerable de las condiciones operativas sobre la tasa de degradación. A través del análisis de espectroscopía de impedancia electroquímica, se mostró que la resistencia ohmica del apilamiento aumentó, mientras que la resistencia de polarización disminuyó, probablemente debido a una mejora en el rendimiento del electrodo de oxígeno LSMM’/ScSZ.