4 La necessitat actual de trobar l`equilibri entre el màxim rendiment

RESUM
La necessitat actual de trobar l’equilibri entre el màxim rendiment energètic i el menor
impacte ambiental conjuntament amb els mínims costos de producció i manteniment, ha
portat en els darrers anys a un fort desenvolupament de les piles de combustible. Entre
elles, les piles de combustible d’òxid sòlid (Solid Oxide Fuel Cell- SOFC) han passat a ser
una de les més considerades, degut principalment al fet de tenir la capacitat de poder
utilitzar directament hidrocarburs sense la necessitat d’una etapa prèvia de conversió a
hidrogen.
En general, les piles consten d’un ànode on el combustible es oxidat, un càtode on el
oxigen es reduït i un electròlit. L’electròlit separa els elèctrodes, els aïlla elèctricament i
forma un pont iònic entre ells. Les altes temperatures de funcionament de les SOFC
permeteixen obtenir un bon rendiment en el transport dels ions d’oxigen.
Paraules clau: SOFC, piles de combustible, circona.
L’objectiu principal d’aquest treball és un estudi microestructural i de les propietats
mecàniques de la circona estabilitzada amb ítria al 8%, obtinguda a partir d’un procés de
compactació i sinterització a 1500 ºC durant 2, 4 i 6 hores, com així estudiar l’efecte del
envelliment sobre l’estabilitat microestructural i de les propietats mecàniques de la
circona 8YSZ obtinguda en el laboratori.
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RESUMEN
La necesidad actual de encontrar el equilibrio entre el máximo rendimiento energético y
el menor impacto ambiental junto con los mínimos costes de producción y
mantenimiento, ha llevado en los últimos años a un fuerte desarrollo de las pilas de
combustible. Entre ellas, las pilas de combustible de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell SOFC) han pasado a ser una de las más consideradas, debido principalmente al hecho de
tener la capacidad de poder utilizar directamente hidrocarburos sin la necesidad de una
etapa previa de conversión a hidrógeno. En general, las pilas constan de un ánodo en el
que el combustible es oxidado, un cátodo en el que el oxígeno es reducido y un
electrolito. El electrolito separa los electrodos, los aísla eléctricamente y forma un puente
iónico entre ellos. Las altas temperaturas de funcionamiento de las SOFC permiten
obtener un buen rendimiento en el transporte de los iones de oxígeno.
Palabras clave: SOFC, pilas de combustible, circona.
El objetivo principal de este trabajo es un estudio microestructural y de las propiedades
mecánicas de la circona estabilizada con itria al 8 %, obtenida a partir de un proceso de
compactación y sinterización a 1500 ºC durante 2, 4 y 6 horas, como también estudiar
el efecto del envejecimiento sobre la estabilidad microestructural y las propiedades
mecánicas de la circona 8YSZ obtenida en el laboratorio.
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ABSTRACT
The present need of finding the perfect balance between the maximum profitability and
the lower environmental impact energy together with the minimum economic cost has
led to a strong development of fuel cells during the last years. Among these cells, Solid
oxide fuel cells (SOFC) have become one of the best considered mainly due to the ability
of using directly hydrocarbons without the need of a previous stage of conversion to
hydrogen.
In general, fuel cells are made up of an anodo in which the fuel is oxidized, a catodo
where the oxygen is reduced and an electrolyte. The electrolyte divides the electrodes; it
insulates them and builds up a ionic bridge between them. The high functioning
temperatures of the SOFC enable a good transfer of oxygen ions.
Key words: SOFC, fuel cells, circona
The main objective of this research is a microstructural study and an analysis of the
mechanical properties of the stabilized zirconia with yttria at 8%, obtained from a
process of compaction and sintering at 1500 ºC for 2, 4 and 6 hours; another objective is
to study the deterioration effect about the microstructural stabilization and the
mechanical properties of the zirconia 8YSZ obtained in the laboratory.
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AGRADECIMIENTOS
Desde este pequeño apartado queremos agradecer a todas las personas que han hecho
posible que este proyecto sea una realidad.
A toda la gente que forma parte de CIEFMA por su inestimable ayuda, a todos los
compañeros proyectistas por hacer más amenas las horas de laboratorio.
Pero sobretodo a nuestra directora Gemma Fargas Ribas, por su tiempo y ayuda que ha
depositado en nosotros.
Por último a nuestras familias y amigos, por aguantar nuestros nervios y el apoyo que
nos han dado en todo momento.
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