Síntesis y caracterización estructural de óxidos de hierro e itrio con sustituciones de circonio, níquel o cobre, para su potencial aplicación como electrodos en celdas de óxido sólido

Pinto Silva, Laura Fernanda

Síntesis y caracterización estructural de óxidos de hierro e itrio con sustituciones de circonio, níquel o cobre, para su potencial aplicación como electrodos en celdas de óxido sólido

dc.contributor.advisor	Vargas Ceballos, Óscar Andrés
dc.contributor.advisor	Gauthier, Gilles Henri
dc.contributor.author	Pinto Silva, Laura Fernanda
dc.contributor.evaluator	Henao, José Antonio
dc.contributor.evaluator	Caballero Amores, Álvaro
dc.date.accessioned	2023-08-09T20:57:40Z
dc.date.available	2023-08-09T20:57:40Z
dc.date.created	2023-08-07
dc.date.issued	2023-08-07
dc.description.abstract	Dentro de los dispositivos usados en las tecnologías para la transición energética, las celdas de óxido sólido (SOC) son dispositivos electroquímicos de alta temperatura que se destacan por sus altos porcentajes de eficiencia. El rendimiento de las SOC depende del buen desempeño de sus componentes principales: ánodo, cátodo y electrolito, los cuales, deben tener propiedades electrocatalíticas adecuadas para las reacciones de interés, estabilidad química y compatibilidad entre ellos en un rango de 500 a 1000°C. Encontrar materiales que cumplan con todos los requisitos es el principal reto en el desarrollo de estos dispositivos. En este trabajo, se planteó la síntesis a través del método sol gel de materiales de composición YFe2-XMXO4 y Y1-WZrWFe1-XMXO3, con M: Ni o Cu y se evaluó su estabilidad térmica y compatibilidad química con el electrolito circona estabilizada con oxido de itrio (YSZ), para su posible aplicación como electrodo de aire en SOC. Con este propósito, los materiales fueron caracterizados mediante termogravimetría, difracción de rayos X y se realizaron refinamientos de Rietveld. En las condiciones de síntesis empleadas, fue posible obtener ortoferritas (YFeO3) de grupo espacial Pnma con presencia de algunas fases secundarias que no son perjudiciales para su aplicación como electrodo de aire. No obstante, en las pruebas de compatibilidad de los materiales se evidenció formación de una fase con alta resistividad (Y3Fe5O12) y luego de ciclos de calentamiento continuos, los materiales presentaron cambios estructurales, lo cual limita su uso como electrodo.
dc.description.abstractenglish	Among the devices used in energy transition technologies, solid oxide cells (SOC) are high temperature electrochemical devices that stand out for their high efficiency percentages. The performance of SOCs depends on the good performance of their main components: anode, cathode and electrolyte, which must have electrocatalytic properties suitable for the reactions of interest, chem ical stability and compatibility between them in the range of 500 to 1000°C. Finding materials that meet all the requirements is the main challenge in the development of these devices. In this work, the synthesis through the sol gel method of YFe2-XMXO4 and Y1-WZrWFe1-XMXO3 materials with M: Ni or Cu composition was proposed and their thermal stability and chemical compatibility with the yttrium oxide stabilized zirconia (YSZ) electrolyte was evaluated for their possible application as air electrode in SOC. For this purpose, the materials were characterized by thermogravimetry, X ray diffraction and Rietveld refinements were performed. Under the synthesis conditions employed, it was possible to obtain Pnma space group orthoferrites (YFeO3 ) with the presence of some secondary phases which are not detrimental for their application as air electrode. However, in the compatibility tests, the formation of a phase with high resistivity (Y3Fe5O12) was evidenced and after continuous heating cycles, the materials presented structural changes, which limits their use as electrode.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería de Materiales
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14769
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería de Materiales
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Ferritas de itrio
dc.subject	Método Pechini
dc.subject	Ánodo SOEC
dc.subject	Cátodo SOFC
dc.subject	Estabilidad estructural
dc.subject.keyword	Yttrium Ferrites
dc.subject.keyword	Pechini Method
dc.subject.keyword	SOEC Anode
dc.subject.keyword	SOFC Cathode
dc.subject.keyword	Structural Stability
dc.title	Síntesis y caracterización estructural de óxidos de hierro e itrio con sustituciones de circonio, níquel o cobre, para su potencial aplicación como electrodos en celdas de óxido sólido
dc.title.english	Synthesis and Structural Characterization of Iron and Yttrium Oxides with Zirconium, Nickel or Copper Substitutions for Potential Application as Electrodes in Solid Oxide Cells
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría