Síntesis y estudio de reactividad de los nuevos materiales a2-xrexmno4 (a:sr, ca, re: la, nd) con potencial aplicación como electrodo en celdas de combustible de oxido solido (sofc)

Abstract

La mayor parte de la demanda energética actual se satisface mediante la combustión de fuentes de energía no renovables tales como combustibles fósiles, lo que trae asociado la producción de grandes cantidades de gases generadores efecto invernadero (GEI) por eso se ha despertado un considerable interés en el uso de fuentes de energía alternativas en las últimas décadas, una de esas fuentes de energía renovable son las celdas de combustible. Las celdas de combustible son dispositivos electroquímicos que transforman de forma directa la energía química en energía eléctrica por la reacción electroquímica entre un combustible y un oxidante. En este estudio, manganitas A2-xRExMnO4 (A: Sr, Ca; RE: La, Nd) con 0<x1 con estructura de tipo K2NiF4; las cuales hacen parte de la familia de fases de Ruddlesden-Popper n=1, fueron sintetizadas por el método sol-gel y estudiadas como materiales de electrodo para celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). El estudio de reactividad de las manganitas fue realizado empleando paralelamente los dos electrolitos YSZ y GDC en medio oxidante. Los materiales de las series estudiadas fueron compatibles químicamente con el electrolito GDC en medio oxidante. Adicionalmente, se encontró que el material Nd0,5Sr1,5MnO4 permanece estable en atmosfera reductora (3% H2/N2 - 850°C/6 h); cumpliendo con los requerimientos preliminares para ser usado como electrodo y convirtiéndolo en un material prometedor para ser usado simultáneamente como ánodo y cátodo en celdas simétricas.