ESTRUCTURA CRISTALINA Y REDUCIBILIDAD DE LA PEROVSKITA SrCo(l-x)Mox03.6 PARA APLICACIONES EN CELDAS DE COMBUTIBLE DE OXIDO SOLIDO DE TEMPERA TURA INTERMEDIA, IT-SOFCs

S. OROZCO GIL; S.A. LARRONDO.; D.G. LAMAS

Villa Martelli

Jornada; 2das. Jornadas de la UNIDEF; 2021

UNIDEF

Las celdas de combustible de 6xido s6lido (SOFCs) son dispositivos electroquímicos de rendimiento elevado para la producci6n de energía eléctrica, con bajo impacto ambiental y flexibilidad en la elecci6n del combustible para su funcionamiento. La SOFCs convencionales operan en alta temperatura (900 °C -1000 °C), sin embargo, se esta realizando un gran esfuerzo para reducir la temperatura de operaci6n sin disminuir el rendimiento de la celda, lo cual representaría una fuerte disminuci6n en los costos de fabricaci6n y en la degradaci6n de la misma. En ese sentido, se están investigando las IT-SOFCs, que operan entre 500 °C y 800 °C. Consecuentemente, se están estudiando materiales con propiedades de conducci6n mixta, i6nica-electr6nica, como material de electrodo, que favorezcan la implementaci6n de dicha tecnología. Este es el caso de la perovskita SrCo(l-x)MoxO3-o, la cual ha demostrado que en dif erentes concentraciones de Co y Mo, puede llegar a ser un 6xido prometedor como ánodo y cátodo en las IT-SOFCs. La perovskita SrCo(l-x)MoxO3-o es un 6xido no estequiométrico con características muy interesantes desde el punto de vista electroquímico y de transporte i6nico y electr6nico. Se han realizado varias investigaciones en las cuales se destaca a este compuesto como un buen candidato para aplicaciones relacionadas con la producci6n de energía eléctrica, y particularmente, como material de electrodo en IT -SOFCs. Por este motivo, en el presente trabajo se hace la síntesis del sistema SrCo1.xMoxO3-o (0 :s; X :s; 1) a partir del método de gelificaci6n combustión glicina nitrato por una ruta de síntesis no estequiométrica con exceso de combustible. Los polvos obtenidos fueron sometidos a tratamientos térmicos de 600 °C durante 10 horas y 1100 °C durante 12 horas en aire. La caracterizaci6n de los materiales se hizo a partir de las técnicas de difracci6n de rayos X (DRX) y reducci6n a temperatura programada (RTP), a partir de las cuales se pudo identificar la evoluci6n de la estructura cristalina del sistema con el cambio de concentraci6n en el sitio B de la perovskita, tanto en aire como en atm6sfera reductora. Las muestras calcinadas en aire estabilizaron principalmente tres fases tetragonales a temperatura ambiente en todo el rango de composiciones. Para altas concentraciones de Co se observ6 la estructura con grupo espacial P4/mmm, caracterizada por sus propiedades de conducci6n mixta en atm6sfera oxidante. Seguidamente, la muestra del medio, es decir, con relaci6n 50:50 de Co:Mo, estabiliz6 principalmente la fase tetragonal 14/m, y finalmente, las de mayor concentraci6n de Mo, obtuvieron una estructura conocida como scheelita, con grupo espacial 14/a. Entre las muestras reducidas, se pudo destacar un s6lido con fase cubica (Pm-3m) para X=0,95, el cual ha resultado ser prometedor como material de ánodo. Adicionalmente, a partir del RTP se pudo identificar la reducci6n de especies como el Co3+, Co2+ y Mo6+, lo cual conduce a la producci6n de vacancias de oxigeno, haciendo de este sistema una alternativa viable para la fabricaci6n de electrodos en las IT-SOFCs.