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Síntesis sol-gel y caracterización de la familia de compuestos ymn1-y tixo3 (y=0,2 y x=0, 1 ; y=0,27 y x=0, 2) como material de ánodo para celdas sofc

Resumen

Actualmente, la fuente primaria de energía son los combustibles fósiles, los cuales son altamente contaminantes por lo que se hace imperiosa la búsqueda de alternativas energéticas. Es allí donde nace el interés por las celdas de combustible, dispositivos electroquímicos altamente eficientes que convierten la energía generada por una reacción electroquímica directamente en energía eléctrica. Recientemente, los estudios se han centrado en las celdas SOFC y específicamente en los materiales de ánodo para los cuales aún existen limitaciones en los materiales del estado de arte. En un trabajo anterior, se estudió la manganita YMnO3 como material de ánodo de celda SOFC, en el cual se mostró compatible con el electrolito YSZ; sin embargo, la estabilidad de este compuesto se ve comprometida en ambiente reductor a temperaturas mayores a 500°C. Con el fin de mejorar la estabilidad de la manganita bajo condiciones reductoras y analizar su potencial uso como ánodo en sistemas SOFC mediante la sustitución de Ti4+ en el sitio Mn3+ del YMnO3, en el presente trabajo se sintetizó por el método sol-gel y caracterizó la familia de compuestos YMn1-yTixO3 (y=0,2 y x=0,1; y=0,27 y x=0,2). Las composiciones se obtuvieron monofásicas y se comprobó la transición estructural de un grupo espacial P63cm a P63/mmc para x>0,1. Por medio del estudio de reactividad con el electrolito YSZ, se comprobó que la familia de compuestos podía coexistir con el electrolito YSZ; sin embargo, se evidencio la formación del compuesto ZrTiO4, el cual podría no ser un obstáculo para la aplicación de interés. Por otra parte, se encontró que la sustitución Ti4+ en el sitio Mn3+ le brinda a la manganita YMnO3 una mayor estabilidad estructural en medio reductor, de donde se destacó la composición YMn0,73Ti0,2O3, la cual resulto ser estable a 800°C en atmósfera 3%H2/N2 húmeda, similar a condiciones anódicas.