Estudio de la incorporación de paladio en la estructura de titanatos de estroncio dopados con La, con y sin deficiencias en el sitio A

YESICA M. TORRES; ARISTIZABAL, M.E.; M.G. ZIMICZ; VILLAREAL, N.; PRADO, F.D.; MIGUEL D. SÁNCHEZ

Congreso; 108° RAFA Reunión Anual de Física 2023; 2023

Los materiales tipo perovskita ABO3 basados en titanatos de estroncio, específicamente los dopados con lantano en el sitio A, han despertado interés en aplicaciones prácticas como material de ánodo en celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) debido a sus propiedades eléctricas en atmósferas reductoras. Dichas propiedades, se atribuyen en su mayoría, al proceso redox que sufre el titanio al pasar de Ti+4 a Ti+3. Por otro lado, se ha mostrado que las deficiencias estequiométricas en el sitio A, generan defectos de vacancias de oxígeno promoviendo la conductividad iónica en el material. A su vez, se ha investigado ampliamente el dopaje en el sitio B con una gran variedad de metales de transición. Las propiedades conferidas por estos elementos dopantes y sus proporciones de sustitución influyen fuertemente en el control de la estructura,las propiedades redox, la conductividad y las propiedades electrocatalíticas del compuesto. No obstante, ciertos dopantes resultan no ser estables en ambientes reductores a temperaturas elevadas, exsolviéndose y formando nanoestructuras superficiales que en principio promueven el rendimiento del ánodo. Sin embargo, el control efectivo de la dispersión y sinterizado de las partículas a estas temperaturas condiciona el rendimiento electrocatalítico de estos materiales yes aún motivo de estudio. Una de las ventajas de las celdas SOFC es que puede ser operada a partir de la alimentación directa de un hidrocarburo, actuando el ánodo como catalizador en el reformado del combustible. En este sentido, P d resulta ser un metal particularmente atractivo para la descomposición de CH4. En el presente trabajo se sintetizaron por el método de PECHINI modificado, materiales de composiciones estequiométricas del tipo LaxSr1−xT iO3 (x =0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 y 0,6) y de composición no-estequiométrica LaxSr1−3x/2T iO3con x = 0,4. Estas muestras fueron caracterizadas mediante DRX, XPS, dilatometría y conductividad eléctrica. Particularmente, los resultados de conductividad eléctrica mostraron como el agregado de La en el material, mejora significativamente su conductividad hasta un límite de x = 0,3. Con el fin de estudiar los efectos de dopaje en el sitio B sobre la conductividad del material,se sustituyó P d en las perovskitas La0,3Sr0,7T iO3 y La0,4Sr0,4T iO3 en distintas concentraciones entre el 0 y 10 % at. En función de los resultados obtenidos de la caracterización de las muestrasLa0,3Sr0,7T iO3 y La0,4Sr0,4T iO3, y de estudios previos realizados por el grupo sobre la solución sólida Ce1−xPdxO2 [3], se prevé evaluar estas muestras dopadas con Pd para reacción de reformado de metano comparándola con los materiales compuestos de una mezcla mecánica 50:50 de Ce0,97P d0,03O2:La0,3Sr0,7T iO3 y Ce0,97P d0,03O2:La0,4Sr0,4T iO3.