Síntesis y caracterización de nanoestructuras de SrCoO3-δ

FABRICIO MAYORGA; PAULA CARAMELLINO; PELÁEZ W. J.; ALEJANDRO D. MENZAQUE; DIEGO G. LAMAS; VALERIA C. FUERTES

Villa Carlos PAz

Jornada; IV NanoCórdoba.; 2007

La perovskita SrCoO3-δ es un óxido sólido con deficiencia en oxígeno (δ) que a 920 °C adopta la fase cristalina cúbica [1]. La presencia del par Co2+-Co3+ y la posibilidad de modificar la coordinación del Co variando  permiten obtener alta conductividad eléctrica y permeabilidad a iones O2- cuando la perovskita adopta un arreglo simétrico en fase cúbica. Estas propiedades la hacen principalmente útil como cátodo en celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs, por sus siglas en inglés) [2]. Sin embargo, la necesidad de trabajar a elevadas temperaturas provoca daños en los materiales y funcionamiento de la SOFC, por lo cual se implementa el uso de las SOFC de temperatura intermedia (IT-SOFC) que operan a temperaturas entre 500 y 800 °C. Por esta razón, es de gran importancia obtener y estabilizar la fase cúbica de SrCoO3-δ a temperaturas intermedias. Sin embargo, a estas temperaturas la perovskita SrCoO3-δ se transforma en la fase romboédrica Sr6Co5O15, con segregación de Co3O4 [3]. Esta fase ha demostrado tener propiedades útiles como termoeléctrico, pero es ineficaz como componente de las SOFCs.La fase cúbica, con dimensiones micrométricas, no puede sintetizarse y estabilizarse a temperaturas inferiores a 800 °C por métodos convencionales. Sin embargo, no hay estudios reportados sobre su obtención en nanoestructuras. Los materiales nanodimensionales han demostrado poseer propiedades que no se consiguen a tamaños mayores. Entre estas, se incluye la capacidad de estabilizar fases de alta temperatura a temperatura ambiente [4]. Por este motivo, en este trabajo se utilizaron diversos métodos de síntesis para obtener SrCoO3-δ nanocristalino. Se utilizaron las técnicas de irradiación por microondas y de autocombustión que han demostrado ser eficaces en la síntesis de materiales nanoestructurados. Se realizó la caracterización estructural a partir de los datos de difracción de rayos X de polvos, termogravimetría y espectroscopía infra-roja.