Síntesis y estudio de los materiales y(mn,m'- m")o3 con m'- m"=ni - ti, ni - in, cu - ti como electrodos de celdas de combustible de oxido solido sofc

Abstract

En el marco de las energías alternativas, ha surgido interés por las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). En la búsqueda de alternativas a los materiales del estado de arte, recientemente, se han estudiado compuestos derivados de la manganita YMnO3 como posibles materiales de electrodo de celdas SOFC. Estos materiales han mostrado compatibilidad con el electrolito 8YSZ, sin embargo, presentan un desempeño pobre bajo atmósferas reductoras y podrían no poseer suficientes propiedades electrocatalíticas. En este trabajo se estudiaron los materiales Y(Mn1-xInx)1-y(M1-zTiz)yO3 (M=Ni2+, Cu2+ y x/z=0; 0,5 e y=0,1; 0,25; 0,5), los cuales fueron preparados por el método sol-gel a temperaturas entre 1100 y 1300°C, con la idea de formar nanopartículas metálicas de níquel o cobre por exsolución en medio reductor. Los análisis de difracción de rayos X revelaron que las fases cuyo co-dopamiento incluye Ni2+ son bifásicos (perovskita y hexagonal), mientras que los materiales YMn1-x(Cu0,5Ti0,5)xO3 (x=0,25 ; 0,5) forman una fase hexagonal de grupo espacial P63cm. Las pruebas de reactividad realizadas a los materiales monofásicos, evidenciaron compatibilidad con el electrolito 8YSZ a 1200°C durante 8 horas en aire, aunque se aprecia la formación de una impureza de formula ZrTiO4. No obstante, las pruebas de exsolución en atmósfera reductora húmeda (3%H2/N2; pH2O~0,03 atm) a 800°C durante 6 y 18 horas, revelaron una alta sensibilidad de estos materiales al medio, induciendo la precipitación de los precursores Y2O3 y MnO, y la formación de una posible fase YCuO2, más no del Cu metálico esperado. De esta forma, estas manganitas no permitirían su uso como ánodo de la celda SOFC, pero sí podrían tener un buen desempeño como cátodo. ________________________