Sintesi e caratterizzazione di BSCF drogato con Y per elettrodi di celle ad ossidi solidi

Abstract

La tesi ha come obiettivo la sintesi e la caratterizzazione microstrutturale ed elettrochimica di Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ drogato con Y al fine di realizzare l’elettrodo aria per una cella ad ossidi solidi. Dopo la sintesi tramite il metodo sol gel, l’ossido viene sottoposto ad analisi termogravimetrica e termica differenziale, raggi X e microscopia a scansione elettronica . Una volta analizzati i risultati dei test le polveri vengono mescolate con α terpineolo e deposte su una pastiglia di elettrolita a formare una cella simmetrica composta da elettrodo di lavoro, elettrodo di riferimento e contro elettrodo. Il campione viene sottoposto a spettroscopia di impedenza elettrochimica tra 200 °C e 650 °C. Tramite fitting dei dati sperimentali con il software Zview, si ricavano la resistenza di polarizzazione dell’elettrodo e l’energia di attivazione. Sono stati realizzati due campioni (denominati campione 1 e campione 2 rispettivamente) con procedure differenti e i risultati delle analisi sono stati confrontati. Il campione 2 ha offerto valori più bassi di resistenza di polarizzazione Rp che a 650 °C si attesta su 4 Ω∗cm^2.

The thesis aims at synthesis and microstructural and electrochemical characterization of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ doped with Y in order to create the air electrode for a solid oxide cell. After synthesis via sol-gel method, the oxide is subjected to analysis: thermogravimetrical, differential thermal, X-ray and scanning electron microscopy. Once the test results are analyzed, the powders are mixed with α-terpineol and placed on the electrolyte to form a symmetrical cell composed of a working electrode, a reference electrode and counter electrode. The sample is subjected to electrochemical impedance spectroscopy between 200 °C and 650 °C. By fitting the experimental data with the software Zview, the electrode’s resistance of polarization and activation energy are calculated. Two samples were made (called sample 1 and sample 2 respectively) with different procedures and the results of analyzes were compared. Sample 2 offered lower values of polarization resistance Rp which at 650 °C stands at 4 Ω∗cm2.