Prototipo di Back-bone poroso/denso a base di cerati-zirconati e cella elettrodo supportata convenzionale

Allo stato dell'arte, la maggior parte degli elettrolizzatori è strutturato come celle elettrochimiche planari con elettrolita supportato dall'elettrodo per il combustibile [1-3]. A differenza di queste ultime, gli elettrolizzatori soffrono la più lenta diffusione del vapore all'elettrodo rispetto all'idrogeno, infatti, è stato provato che la stessa cella testata in modalità SOEC, fornisce risultati peggiori rispetto alla modalità SOFC [4]. Per questo motivo alcuni autori hanno condotto studi sulla microstruttura, fabbricando celle tramite metodi non convenzionali. Un approccio possibile consiste nell'uso di uno scaffold ceramico dello stesso tipo dell'elettrolita, impregnato con un materiale attivo per la reazione di evoluzione di idrogeno. Tale strategia, ripresa in diversi articoli di letteratura [5,6], potrebbe dare il vantaggio competitivo di produrre celle stabili dal punto di vista meccanico e di ridurre notevolmente il quantitativo di Ni. In questo caso, il freeze casting è considerata una tecnica molto interessante per ottenere strutture ad elevata quantità di porosità allineata [7]. In particolare, l'ice-templating consiste nel congelare una sospensione ceramica a base acqua seguita dalla sublimazione del solvente e dalla sinterizzazione finale del corpo verde, portando a strutture altamente porose e organizzate con valori di tortuosità prossimi al caso ideale (? = 1), perdite di carico inferiori e permeabilità di gas più elevata.