Síntesis y estudio de perovskitas dobles ordenadas para su uso como materiales de ánodo en celdas de combustibles de oxido solido sofc
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Date
2014
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Las celdas de combustible de óxido sólido son consideradas como uno de los sistemas de generación de energía eléctrica más versátiles en desarrollo. Sin embargo, algunos inconvenientes asociados al uso de combustibles hidrocarbonados hacen que aún se requiera un material de ánodo capaz de oxidar eficientemente este tipo de combustibles tradicionales, como el metano. En vista de esta necesidad, en este trabajo se estudia el compuesto NdBaMn2O5+δ de estructura tipo perovskita doble deficiente en oxígeno, con ordenamiento catiónico Nd/Ba. La síntesis se realiza por reacción en estado sólido, cristalizando el material en el sistema tetragonal, con grupo espacial P4/mmm. Las propiedades estructurales se analizan por DRXP y termogravimetría en ciclo redox a 500°C. Este análisis termogravimétrico (ATG) muestra como al realizar el ciclo de oxidación en medio aire y reducción en medio 5%H2/Ar, la fase se oxida completamente a NdBaMn2O6, tomando una nueva simetría ortorrómbica con grupo espacial Pmmm y es reducida posteriormente a su estado inicial, restableciendo la simetría tetragonal. En ambos casos el ordenamiento catiónico se conserva. Este comportamiento se observa en ciclos parecidos pero a más alta temperatura y en idénticas atmósferas, oxidando a 1000 y 1300°C y reduciendo a 850°C; a 1300°C se evidencia la pérdida del ordenamiento catiónico por la ausencia de la reflexión (001) en su respectivo difractograma. Una oxidación adicional a 1450°C revela el cambio de simetría hacia una estructura cúbica. Finalmente se estudia la compatibilidad química con los electrolitos GDC y YSZ a 1000 y 1300°C en medio aire, respectivamente, y en medio reductor (5%H2/Ar) a 850°C. El material reacciona fuertemente con YSZ, mientras que con GDC no se observa afinidad química alguna. Es así como se concluye que este compuesto en esta primera etapa de investigación resulta ser un prometedor material de ánodo de la celda SOFC.
Description
Keywords
Celdas De Combustible De Óxido Sólido, Sofc, Ánodo, Perovskita Doble, Manganita De Neodimio-Bario.