Síntesis y estudio de propiedades termo-mecánicas y de conducción de materiales (y, zr)(mn, ti)1-xo3-o como electrodo para celdas de combustible de óxido sólido

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dc.contributor.advisorGauthier, Gilles Henri
dc.contributor.advisorMoreno Botello, Zulma Liliana
dc.contributor.authorGrimaldos Osorio, Nicolas
dc.date.accessioned2024-03-03T23:14:34Z
dc.date.available2017
dc.date.available2024-03-03T23:14:34Z
dc.date.created2017
dc.date.issued2017
dc.description.abstractLas celdas de combustible y en especial las de óxido sólido (SOFC) parecen ser una alternativa para el aprovechamiento de combustibles con mayor eficiencia que los medios tradicionales. La búsqueda de materiales para su mejoramiento ha llegado a plantear al YMnO3 como posible material con comportamiento MIEC y con la intensión de potenciar sus propiedades, se proponen dopajes en los sitios Y y Mn del mismo. Por medio del método sol-gel se sintetizaron los materiales (Y,Zr)(Mn,Ti)1-xO3-, que fueron obtenidos mayoritariamente puros, a excepción de Y0,9Zr0,1MnO3 en el cual fue encontrada una pequeña impureza de YSZ que ya ha sido reportada. Luego, se realizaron pruebas de DRX-HT que permitieron determinar los cambios de grupo espacial que sufren los materiales en atmósfera oxidante y reductora. También, partiendo de la anterior técnica, se calcularon los frente al valor típico para el electrolito más común (YSZ) presentan diferencias porcentuales considerables, lo que es señal de una baja compatibilidad termo-mecánica, que podría ser mejorada si al momento de construir la SOFC se tiene en cuenta una arquitectura especial. Las pruebas de dilatometría permitieron plantear ensayos de sinterización, con los cuales se pudo encontrar temperaturas adecuadas para densificar cada material. Se realizó comprobación de la sinterización de los materiales por medio de microscopía electrónica de barrido (MEB), poniendo especial atención a la porosidad y las fisuras. Probetas sinterizadas de cada compuesto (Y,Zr)(Mn,Ti)1-xO3- se sometieron a medidas de conductividad en atmósfera oxidante variando la temperatura, con estos resultados se determinó el efecto de los dopajes en las propiedades de conductividad eléctrica, se propuso un mecanismo de conducción apropiado y se calculó la energía de activación para los compuestos, resaltando la mejoría de estos factores con respecto al material base.
dc.description.abstractenglishFuel cells, and especially solid oxide fuel cells (SOFC), seem to be an alternative for more efficiently fuel utilization than traditional systems. The research of materials for its improvement has come to propose YMnO3 as possible material with MIEC behavior and with the intention of enhancing their properties, doping at the Y and Mn sites are been proposed. (Y,Zr)(Mn,Ti)1-xO3- materials were obtained mainly pure by sol-gel synthesis method, except Y0,9Zr0,1MnO3 that report a small impurity of YSZ. Then, HT-XRD tests were made and changes of space group have been determined for the materials in oxidizing and reducing atmosphere. Also, with the previous technique, the volumetric considerable percentage differences were found comparing with the typical value for the most common electrolyte (YSZ), which is a sign of a low thermal-mechanical compatibility. This result could be improved if a special architecture is taken into account for building the SOFC. The dilatometry tests allowed to propose sintering tests, with these it was possible to find suitable temperatures to densify each material. Sintering of the materials was verified by scanning electron microscopy (SEM), paying special attention to porosity and cracks. Sintered samples of each compound were subjected to conductivity measurements in an oxidizing atmosphere varying the temperature. With the results of conductivity, it was analyzed the effect of doping on the properties, a conduction mechanism was proposed and the activation energy of the compounds was calculated, highlighting the improvement of these factors with respect to the base material.
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/20.500.14071/35780
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.subjectSofc
dc.subjectElectrodo
dc.subjectYmno3
dc.subjectManganita Hexagonal
dc.subjectConductividad
dc.subjectEstabilidad Estructural.
dc.subject.keywordSofc
dc.subject.keywordElectrode
dc.subject.keywordYmno3
dc.subject.keywordHexagonal Manganite
dc.subject.keywordConductivity
dc.subject.keywordStructural Stability.
dc.titleSíntesis y estudio de propiedades termo-mecánicas y de conducción de materiales (y, zr)(mn, ti)1-xo3-o como electrodo para celdas de combustible de óxido sólido
dc.title.englishSynthesis and study of thermomecanical and conduction properties of (y,zr)(mn,ti)1-xo3- materials as electrode for solid oxide fuel cells
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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