Study of the materials belonging to the system la4bacu5-xmxo13+/-o(m:co, mn) with potential application as electrode on solid oxide fuel cells (sofc)

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dc.contributor.advisorGauthier, Gilles Henri
dc.contributor.advisorSuescun, Leopoldo
dc.contributor.authorDuran Amaya, Silvia Alejandra
dc.date.accessioned2024-03-04T00:15:06Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:15:06Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractLas perovskitas derivadas de La4BaCu5-xMxO13± (M: Co, Mn) fueron sintetizadas por el método sol-gel. Dos de los compuestos de la serie La4BaCu5-xCoxO13± (x=2 y 5) y uno de La4BaCu5-xMnxO13± (x=5) fueron estudiados estudiadas como materiales de electrodo para celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). Los compuestos de Co no son estables en hidrogeno, al contrario de la manganita La4BaMn5O13± (LBMn). Además, de manera similar a lo que sucede con otras cobaltitas, esos materiales presentan valores de coeficientes de expansión térmica (CET) que no son compatibles con los valores de CET del electrolito de estudio BCZY, al contrario de la manganita LBMn. El estudio termogravimétrico y DRXHT permitió confirmar la no estequiometría presente en esos materiales, además que la manganita presenta un comportamiento reversible al someterse a un ciclo redox a alta temperatura. Ambas series presentan altas conductividades eléctricas: LBCuCo2 con un valor máximo de conductividad en aire de 780 S cm-1 (460 °C) mientras que LBMn reporta 178 y 33.3 S cm-1, en aire e hidrogeno a 800 °C, respectivamente. Las propiedades electroquímicas de las cobaltitas, LBCu (La4BaCu5O13±) y LBMn fueron investigadas por EIS en atmosfera oxidante, observando la influencia de la temperatura de sinterización (serie cobalto). De manera general, para una temperatura de sinterización a 950 °C se identifican etapas de adsorción y de transferencia de carga e incorporación iónica al electrodo como procesos limitantes, mientras que, para una temperatura de sinterización de 1000 °C, se identifica la difusión gaseosa dentro de los poros del electrodo como el transporte de O2- en la interfaz electrodo/electrolito. De las cobaltitas, LBCo presenta la más baja resistencia de polarización a 1000 °C. En el caso de LBMn, los valores fueron mayores, con un posible mejoramiento a futuro, al aumentar la temperatura de sinterización. 1
dc.description.abstractenglishThe perovskites derived from La4BaCu5-xMxO (M: Co, Mn) were synthesized by the sol-gel method. Two of the compounds of the series La4BaCu5-xCoxO (x = 2 and 5) and one of La4BaCu5-xMnxO (x= 5) were studied as electrode materials for solid oxide fuel cells (SOFCs). The compounds of Co are not stable in hydrogen, unlike the manganite La4BaMn5O (LBMn). In addition, in the same way as other cobaltites, these materials present values of Thermal Expansion Coefficients (TEC) that are not compatible with the TEC values of the BCZY study electrolyte, in contrast to the LBMn manganite. The thermogravimetric study and HT-XRD confirmed the non-stoichiometry present in these materials and, in addition, the manganite has a reversible behavior when subjected to a redox cycle at high temperature. Both series have high electrical conductivities: LBCuCo2 has a maximum conductivity value in air of 780 S cm-1 (460 °C) while the conductivity of LBMn is 178 and 33.3 S cm-1, in air and hydrogen at 800 °C, respectively. The electrochemical properties of the cobaltites, LBCu (La4BaCu5O) and LBMn were investigated by EIS in oxidizing atmosphere, observing the influence of sintering temperature (case of cobaltites). In general, for a sintering temperature at 950 °C, the adsorption and charge transfer stages and ionic incorporation to the electrode are identified as limiting processes, while, for a sintering temperature of 1000 °C, both the gaseous diffusion within the pores of the electrode as the transport of O2- at the electrode/electrolyte interface. From the cobaltites, LBCo presents the lowest polarization resistance obtained at 1000 °C. In the case of the manganite LBMn, the values were higher, with a possible improvement in the future, increasing the sintering temperature.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Materiales
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/20.500.14071/39454
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Materiales
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
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.subjectSofcs
dc.subjectPerovskita
dc.subjectDifracción De Rayos-X
dc.subjectConductividad Eléctrica
dc.subjectReactividad
dc.subjectEspectroscopía De Impedancia Electroquímica.
dc.subject.keywordSofcs
dc.subject.keywordPerovskite
dc.subject.keywordX-Ray Difraccition
dc.subject.keywordElectrical Conductivity
dc.subject.keywordReactivity
dc.subject.keywordElectrochemical Impedance Spectroscopy.
dc.titleStudy of the materials belonging to the system la4bacu5-xmxo13+/-o(m:co, mn) with potential application as electrode on solid oxide fuel cells (sofc)
dc.title.englishStudy of the materials belonging to the system la4bacu5-xmxo (m: co, mn) with potential application as electrode on solid oxide fuel cells (sofc).*
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
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dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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