INVESTIGADORES
SOLDATI Analia Leticia
congresos y reuniones científicas
Título:
Caracterización estructural de perovskitas de titanio-cobalto bajo condiciones de operación de celdas de combustible de óxido sólido
Autor/es:
NAPOLITANO, FEDERICO; SOLDATI, ANALIA L.; LAMAS, DIEGO; GECK, JOCHEN; SERQUIS, ADRIANA C.
Lugar:
La Paz
Reunión:
Congreso; Congreso NanoAndes Bolivia 2013: Nanomateriales para Energía y Minería; 2013
Institución organizadora:
Red Nacional de Energías Renovables
Resumen:
En este trabajo
se presenta la síntesis (utilizando una ruta química de baja temperatura) y la
caracterización estructural y electrónica de titanatos de lantano-estroncio
dopados con cobalto. Estos materiales con una estructura cristalina tipo
perovskita (ABO3) son buenos
candidatos para funcionar como electrodos de celdas de combustible simétricas.
La estructura cristalina de los óxidos de composición La0.4Sr0.6Ti1-yCoyO3+/-d con 0 ≤ y ≤ 1 se
estudió con el método de difracción de rayos X de polvos con radiación sincrotrón (XPD). Todas las
muestras con y > 0 presentan a
temperatura ambiente una estructura
romboédrica (R-3c) que no había sido reportada previamente en la
literatura y una transición a una fase cúbica (Pm-3m) a alta temperatura. Se
encontró que la temperatura de transición depende del grado de distorsión
inicial de las muestras. Los parámetros estructurales obtenidos por
refinamiento Rietveld de datos de difracción de rayos X permitieron identificar
que la creación de sitios de vacancias en el sitio A es el mecanismo de
compensación de carga dominante para bajos contenidos de Co. Para y ≥0.3 el
contenido de Sr (y consecuentemente las vacancias del sitio A) se estabiliza, y
se encontró una correlación entre la concentración de vacancias del sitio A y
la evolución del parámetro de red como función del contenido de Co.
Se discuten
además la estabilidad de las fases encontradas en condiciones de operación de
la celda con temperaturas hasta 750 °C en atmósferas de aire sintético y 5%H2/95%He
simulando las condiciones de operación de cátodo y ánodo, respectivamente.
Estos datos se
correlacionan con los reaultados de la caracterización electrónica en la serie
LSTC caracterizado por medio de la espectroscopía de absorción de rayos X cerca
del borde de absorción (XANES), complementado con cálculos teóricos de densidad
electrónica obtenidos por teoría de funcional densidad (DFT) y el entorno
cristalográfico local de los TM obtenido por espectroscopia de absorción de
rayos X de estructura fina extendida (EXAFS). En este sentido, un enfoque más
cualitativo nos permite identificar el estado de valencia del Co como +3 en
todo el rango composicional. Estos resultados permiten explicar la disminución
de las vacancias catiónicas con el aumento del contenido de Co en la
estructura.