Síntesis y estudio de la reactividad de los materiales ca1-xmn2o4-8 con los electrolitos ysz y gdc de celdas de combustible sofc

Abstract

La celda de combustible de óxido sólido (SOFC) es una tecnología limpia que genera electricidad con alta eficiencia y ofrece varias ventajas respecto a los sistemas tradicionales de conversión de energía. Con el fin de mejorar su funcionamiento se propuso estudiar la familia de materiales Ca1-xMn2O4- como posibles candidatos para ánodos. Estos compuestos de estequiometría AB2O4 tienen una estructura ortorrómbica conformada por octaedros MnO6, los cuales se unen compartiendo bordes y vértices y forman a su vez túneles ocupados por iones Ca2+. Esta configuración podría proveer caminos preferenciales para la conducción de iones O2-. Para estudiar su compatibilidad química con los electrolitos YSZ y GDC que son los más usados en SOFC, fueron sintetizados los compuestos Ca1-xMn2O4- (x=0, 0.05, 0.1, 0.15 y 0.2) por medio del método de estado sólido durante 10h a 1300°C en aire y fueron caracterizados por medio de Difracción de Rayos X (DRX). Se observó que el límite de subestequiometría para x=0 es difícil conseguir muestras monofásicas. Los materiales en estudio presentaron difusión de iones al ponerlos en contacto con los 2 electrolitos analizados dando lugar a la formación de otros compuestos en ambos casos. Se encontró una reactividad más fuerte con GDC que con YSZ. Sin embargo, la presencia de la fase marokita electrolito YSZ permite intuir que es más estable químicamente que el resto de la familia.