Στο πλαίσιο των προσπαθειών κλιμάκωσης και ταχείας εμπορευματοποίησης των κυψελών καυσίμου, η παρούσα Διπλωματική Εργασία καινοτομεί και θέτει νέες προκλήσεις, οι οποίες σχετίζονται με τη διερεύνηση της δυνατοτήτας απευθείας τροφοδοσίας ανώτερων υδρογονανθράκων σε κυψέλες καυσίμου SOFCs αγωγών πρωτονίων. Σκοπός της Διπλωματικής Εργασίας, είναι η σύνθεση και ο ηλεκτροχημικός χαρακτηρισμός αποδοτικών υλικών και η μετέπειτα αξιολόγησή τους, ως ανοδικά ηλεκτρόδια σε κυψέλες καυσίμου αγωγών πρωτονίων με τροφοδοσία Η2 ή υδρογονανθράκων (βιο-αιθανόλη). Ο καταλύτης Co/CeO2 χρησιμοποιήθηκε ως ανοδικό ηλεκτρόδιο σε εφαρμογές κυψελών καυσίμου αγωγών πρωτονίων, κατά την τροφοδοσία μιγμάτων υδρογόνου και αιθανόλης/Η2Ο σε κυψέλη του τύπου Co-CeO2/BZY/Ag. Οι επιτευχθείσες πυκνότητες ισχύος που προέκυψαν απο τα συγκεκριμένα ηλεκτροχημικά πειράματα, ήταν σχετικά χαμηλές , γεγονός που αποδίδεται, κατά κύριο λόγο, στο μεγάλο πάχος του στερεού ηλεκτρολύτη (περίπου 1 mm), καθώς επίσης και σε ορισμένα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά της κυψέλης καυσίμου (ηλεκτρόδια, εναπόθεση των ηλεκτροδίων, συλλέκτες ρεύματος κτλ). Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι παρουσία καθαρού Η2, οι τιμές της συνολικής αντίστασης (Rohmic) και της αντίστασης του ηλεκτροδίου (REL), ήταν υψηλές, παρ’ όλο που βελτιώνονταν σημαντικά με αύξηση της θερμοκρασίας και της μερικής πίεσης του υδρογόνου. Επιπροσθέτως, τα φάσματα εμπέδησης σύνθετης αντίστασης, έδειξαν δύο συνεισφορές, μία σε υψηλές συχνότητες, η οποία αποδίδεται στις αντιδράσεις μεταφοράς φορτίου και μία δεύτερη, σε χαμηλές συχνότητες, που αποδίδεται κυρίως σε φαινόμενα διάχυσης στα ηλεκτρόδια της ανόδου και της καθόδου. Όσον αφορά την περίπτωση των μιγμάτων αιθανόλης/H2O, τα ηλεκτροκαταλυτικά πειράματα έδειξαν ότι οι ρυθμοί σχηματισμού υδρογόνου των ηλεκτροδίων Co/CeO2 ήταν ικανοποιητικοί και η ηλεκτροχημική απόδοση στα πειράματα κυψέλης καυσίμου, ήταν υψηλότεροι, σε σχέση με τους αντίστοιχους που προέκυψαν κατά την τροφοδοσία μιγμάτων Η2. Να σημειωθεί, ωστόσο, ότι η ηλεκτροχημική συμπεριφορά δεν ήταν επαρκώς ικανοποιητική. Περαιτέρω βελτιώσεις στη σύνθεση και την εναπόθεσή των ηλεκτροδίων στην επιφάνεια του στερεού ηλεκτρολύτη, είναι δυνατό να συμβάλλουν σε αύξηση της παραγόμενης πυκνότητας ισχύος σε επίπεδα πολύ κοντά στα αντίστοιχα των κυψελών καυσίμου SOFC αγωγών ιόντων οξυγόνου (Ο2-) της τρέχουσας τεχνολογίας αιχμής.
(EL)
