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Nickel exsolution effect on the catalytic behavior of ruddlesden-popper manganities in sofc condition using colombian natural gas

Resumen

La presente tesis doctoral se enfocó en la síntesis, caracterización y estudio catalítico en el reformado con vapor en condiciones de ánodo de celdas SOFC (bajo contenido de vapor) de una nueva manganita de tipo RP (La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O7±δ), la cual, en atmósfera reductora y a elevadas temperaturas de operación, promueven a través del mecanismo de exsolución la formación de dos fases: una manganita tipo RP de composición LaSrMnO4±δ decorada con nanopartículas metálicas y activas de Ni incrustadas en la superficie; dicha estrategia puede ser vista como una manera muy original de mejorar las propiedades (electro)catalíticas de los materiales de ánodo y por lo tanto ser consideradas como una opción prometedora para sistemas SOFC operados con gas natural colombiano. El primer capítulo trata sobre la síntesis de la fase RP n= 2 La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O7±δ y la exsolución del Ni en atmósfera reductora a diferentes temperaturas y tiempos de reducción, confirmada a través de análisis de DRX, MET-EDS. El segundo capítulo presenta el comportamiento catalítico del material exsuelto en la reacción de reformado de metano y de la mezcla de alcanos ligeros (CH4 -C2H6, y CH4 -C3H8) aplicando el concepto de reformado interno gradual (GIR por sus siglas en inglés) adaptado a celdas SOFC. El último capítulo, la posible formación y depósito de carbón y el envenenamiento con sulfuros son presentados.