Innovación en electrolizadores de óxidos sólidos sostenibles para la generación de hidrógeno verde
El propósito principal del proyecto, es la optimización de celdas electrolizadoras de óxidos sólidos mediante la aplicación de estrategias novedosas,que permitan aumentar el rendimiento eléctrico de los dispositivos utilizando materiales sostenibles.
Se optimizará el proceso electroquímico en el electrodo de aire mediante la modificación de un procesado por pirolisis por rociado, y se realizará el escalado a celdas de 5×5 cm2.
La estabilidad de los sistemas, se estudiará con metodologías de cálculo, para predecir los comportamientos experimentales durante largos periodos de operación
Producción de hidrógeno y oxígeno gaseosos a partir de agua, mediante el uso de calor de desecho y de energía eléctrica renovable.
Ventaja termodinámica a alta temperatura, disminuyendo la demanda eléctrica para la producción de hidrógeno.
Los principales retos son el rendimiento, la degradación y el escalado de los dispositivos.
La propuesta nuestra se centra en la producción ecológica de hidrógeno mediante:
1- Uso de materias primas sostenibles.
2- Uso de tecnologías de deposición escalables y rentables.
3- Análisis microscópico y modelización para inhibir la degradación (ciclos de evaluación de la vida útil)
1-Síntesis y caracterización de electrodos de aire eficientes, estables y
medioambientalmente sostenibles.
2-Optimización del rendimiento electroquímico mediante el procesado.
3- Evaluación de las propiedades electroquímicas del electrodo de aire.
4- Fabricación de celdas electrolizadoras.
5- Evaluación de celdas electrolizadoras. Modo reversible.
6- Estudio de los procesos de degradación mediante métodos de cálculo
y simulaciones.
Resistencia de polarización de electrodos
Rendimiento electroquímico de los electrodos en sistemas de media celda
🔬 ¿Qué es la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS)?
La EIS es una técnica que nos permite analizar la respuesta eléctrica de los materiales cuando les aplicamos corriente. En lugar de abrir una batería o dañar un recubrimiento, usamos señales eléctricas muy suaves para ver cómo responden internamente.
📊 ¿Para qué sirve?
Nos ayuda a entender procesos invisibles como la corrosión, el desgaste de una batería o la eficacia de un recubrimiento protector. Es como hacerle un chequeo médico a un material… ¡sin tocarlo!
⚙️ ¿Dónde se usa?
🔍 ¿Por qué es tan útil?
Porque es una técnica no invasiva, precisa y muy versátil. Nos permite analizar sistemas complejos sin desmontarlos, lo que ahorra tiempo, dinero y evita daños.
El colaje en cinta, es una técnica de conformado utilizada por nuestro Grupo de investigación Colproces, que nos permite obtener piezas de materiales cerámicos con un espesor controlable. En nuestro caso, obtenemos cintas de un cermet de óxido de níquel y óxido de circonio dopado con itria con espesores alrededor de las 400 micras. Estos materiales son utilizados comúnmente como electrodos de combustible para las celdas de electrólisis de óxidos sólidos o, electrolizadores, gracias a sus excelentes propiedades como la conductividad eléctrica o conductividad iónica.
Al incluir aditivos durante la preparación del material conseguimos una mejora en las propiedades mecánicas de las piezas conformadas, lo cual nos permite manejarlas con facilidad y, así, obtener piezas de diferentes tamaños y formas según nuestra conveniencia, para poder seguir trabajando sobre este material, por ejemplo, para la posterior aplicación del electrolito.
Estructura cristalina de SrFeO₃, una perovskita cúbica que está en el centro de nuestra investigación para mejorar electrolizadores de óxidos sólidos.
✨ ¿Por qué son tan interesantes las perovskitas?
Estas estructuras cristalinas son versátiles: admiten diferentes dopantes y cantidades, lo que nos permite modular sus propiedades electroquímicas y estudiar el comportamiento de los iones.
Nuestro objetivo es optimizar los electrodos de oxígeno, ya que la reacción de reducción del oxígeno es la más lenta y limita todo el proceso de electrólisis del agua.
🌱 Compromiso sostenible
Estamos trabajando con dopantes que no procedan de tierras conflictivas ni monopolizadas, para garantizar que la innovación también sea responsable.