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Autor/a
Hinojo Ramírez, Antonio
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Abstract
En la actualidad, diversos sectores industriales necesitan una monitorización a tiempo real de hidrógeno o sus isótopos. Por ejemplo, en el sector nuclear, el deuterio y el tritio son candidatos prometedores para ser usados como combustible en las futuras plantas de fusión nuclear. Dado que en la naturaleza solo existen trazas de tritio, este se deberá generar in situ. Es por ello que, para asegurar el correcto abastecimiento de combustible al reactor, es necesario desarrollar dispositivos que permitan su cuantificación.
En los últimos años, los sólidos conductores de protón han mostrado ser buenos candidatos para la construcción de sensores de hidrógeno capaces de operar en ambientes agresivos, gracias a su elevada estabilidad química y a su capacidad de trabajar a altas temperaturas.
En el presente trabajo se ha utilizado el óxido conductor de protón BaCe0.6Zr0.3Y0.1O3-α como electrolito para la construcción de un sensor de hidrógeno amperométrico para alta temperatura. Esta cerámica fue escogida debido a los buenos resultados que se obtuvieron en estudios previos realizados en el laboratorio de Métodos Electrométricos de IQS. El sensor resultante sirve como punto de partida al futuro desarrollo de dispositivos capaces de operar con isótopos de hidrógeno.
Para poder llevar a cabo la construcción del sensor se diseñó, mediante simulación térmica con SolidWorks Simulation, un horno vertical que permitiese obtener un sellado homogéneo entre el electrolito y el cuerpo del sensor. Se evaluaron los sensores construidos en modo amperométrico, a diferentes presiones parciales de hidrógeno, a temperaturas de 500ºC y 600ºC y aplicando diferencias de potencial de 2V y 4V entre electrodos. Finalmente, se analizó la variación del número de transporte de protón con la presión parcial de hidrógeno y con la temperatura.
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