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Innovative SOFC Architecture based on Triode Operation

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Celda de combustible innovadora con tres electrodos

Cubrir las necesidades energéticas crecientes del mundo de forma limpia es una prioridad en todo el mundo. Con este fin, un grupo de investigadores europeos ha desarrollado una nueva celda de combustible.

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Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) generan electricidad mediante la oxidación de combustibles como gas natural o biocombustible. Las SOFC constan de un ánodo y un cátodo hechos de electrolitos óxidos o cerámicos sólidos y funcionan a temperaturas muy elevadas. Durante su desarrollo, los científicos se han enfrentado a numerosos retos y problemas de ingeniería, como el depósito de carbono y la contaminación del ánodo con azufre. Hasta el momento, a pesar de la intensa investigación, no se habían realizado avances tecnológicos importantes en relación con el robusto funcionamiento de las SOFC. Para abordar estas cuestiones, los científicos del proyecto T-CELL (Innovative SOFC architecture based on triode operation), financiado por la Unión Europea, propusieron un diseño innovador de SOFC que se basa en una nueva arquitectura de tríodo. La idea era combinar materiales tolerantes con un diseño de celda que permitiese controlar eficazmente in situ la actividad electrocatalítica en condiciones extremas. Los investigadores aplicaron materiales modificados a base de níquel (Ni) conocidos por su tolerancia como electrodos anódicos en SOFC junto con otros materiales. La configuración de tríodo introdujo, básicamente, un tercer electrodo accionado por un circuito auxiliar para hacer funcionar el ánodo y el cátodo. Para tener en cuenta todos los procesos electroquímicos que tienen lugar en la celda de tríodo se introdujo un modelo matemático detallado. El diseño radical de T-CELL redujo casi a la mitad la velocidad de depósito de carbono sobre los ánodos estándar de Ni y aumentó la vida útil operativa de las celdas. También mejoró la salida de potencia de las SOFC y la eficiencia eléctrica global. Las actividades del proyecto culminaron en el desarrollo y las pruebas de un prototipo de dispositivo de tríodo que consistía en cinco unidades repetidas. Se espera que la explotación comercial del diseño de T-CELL reduzca la dependencia energética de los combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero. A largo plazo, esto se traducirá en una mejora cualitativa del medio ambiente y la salud pública.

Palabras clave

Energía, celdas de combustible sólidas, biocombustible, T-CELL, tríodo

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