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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dc.contributor.advisorGauthier, Gilles Henri
dc.contributor.advisorSwierczek, Konrad
dc.contributor.authorPineda Quijano, Oscar Leonardo
dc.date.accessioned2024-03-03T20:35:47Z
dc.date.available2014
dc.date.available2024-03-03T20:35:47Z
dc.date.created2014
dc.date.issued2014
dc.description.abstractLas 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.
dc.description.abstractenglishSolid oxide fuel cells are seen as one of the most versatile systems for the generation of electricity. However, some drawbacks associated with the use of hydrocarbon fuels lead to the search for a better anode material capable to oxidize efficiently traditional fuels such as methane. In view of this need, in our work, the anion deficient double perovskite-type compound with Nd/Bacation ordering NdBaMn2O5+δ is studied. The synthesis was performed by solid state reaction, and the material crystallizes in the tetragonal system with space group P4/mmm. The structural properties are analyzed by XRPD and thermogravimetric studies in redox cycle at 500°C. The thermogravimetric analysis (TGA) shows the material behavior during oxidation-reduction cycles in air and 5% H2/Ar respectively; in air, the phase is completely oxidized to NdBaMn2O6, taking a new orthorhombic symmetry with Pmmm space group and is subsequently reduced to its initial state, restoring the tetragonal symmetry. In both cases the cations ordering is preserved. The same behavior is observed for similar cycles at higher temperature and under identical atmospheres, oxidizing at 1000 and 1300°C and reducing at 850°C.At 1300°C,a loss of cation ordering is evidenced by the absence of the (001)reflection in its respective diffractogram. One additional oxidation at 1450°C reveals a structural change to cubic symmetry. Finally, the chemical compatibility with YSZ and GDC electrolyte materials at 1000 and 1300°C in air, respectively, and in a reducing atmosphere (5% H2/Ar) at 850°C is studied. The material reacts strongly with YSZ, whereas no chemical affinity with GDC is observed. It is concluded that this compound, at suchfirst stage of research is a promising anode material for SOFC.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/29917
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectCeldas De Combustible De Óxido Sólido
dc.subjectSofc
dc.subjectÁnodo
dc.subjectPerovskita Doble
dc.subjectManganita De Neodimio-Bario.
dc.subject.keywordSolid Oxide Fuel Cells
dc.subject.keywordSofc
dc.subject.keywordAnode
dc.subject.keywordDouble Perovskite
dc.subject.keywordNeodymium-Barium Manganite.
dc.titleSíntesis y estudio de perovskitas dobles ordenadas para su uso como materiales de ánodo en celdas de combustibles de oxido solido sofc
dc.title.englishSynthesis and study of ordered double perovskites to be used as anode materials of solid oxide fuel cells (sofc)
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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