Síntesis y estudio de materiales ymnxtiyo3 con potencial aplicación como ánodo para celdas combustibles de oxido sólido

Abstract

Actualmente el principal recurso energético son los combustibles fósiles, los cuales son contaminantes en gran medida. Este hecho hace imperiosa la búsqueda de dispositivos que sean más eficientes en su conversión de energía y a la vez amables con el ambiente. Una alternativa prometedora es el uso de celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). Previamente, se ha estudiado el compuesto YMnO3 como material de ánodo de celda SOFC; éste resultó compatible con el electrolito YSZ, pero sólo es estable en medio reductor en T<500°C. La sustitución de Ti4+ en el sitio Mn3+ logra aumentar la resistencia del material a la descomposición hasta 800°C en un medio reductor húmedo. Con el objetivo de complementar el estudio se probó esta familia de materiales en condiciones más fuertes (ambiente más reductor durante mayor tiempo) y se sintetizaron los compuestos YMnxTiyO3 (y=0,2; 0,3) en sumas de x+y= 0,85; 0,9; 0,95 para determinar en qué contenidos de y se consiguen compuestos monofásicos. Como resultado se obtuvieron materiales con grupo espacial P63/mmc para x+y<0,95 y una mezcla de ésta con una fase romboédrica R3c Por otro lado, se confirmó que YMn0,6Ti0,3O3 conserva la estructura hasta 800°C incluso en atmósfera reductora seca durante 16 horas pero, en hidrógeno diluido seco, el material parece empezar a descomponerse. Finalmente, el estudio de reactividad del mismo material con el electrolito YSZ en diferentes atmósferas permitió comprobar que ambos son compatibles.