Estudios de Nuevos Conductores Mixtos para Aplicaciones Electroquímicas de alta Temperatura

L. MOGNI

Revista SAM

Sociedad Argentina de Materiales

Año: 2008 vol. 5 p. 14 - 24

1668-4788

En este trabajo se estudiaron las propiedades relevantes a altas temperaturas de las fasesde Ruddlesden-Popper de composición Sr3FeMO6+δ (M = Fe, Co, Ni). Los estudios incluyeron el análisis de propiedades termodinámicas, transporte eléctrico, propiedades estructurales y electroquímicas. La investigación se centró en analizar el efecto de la sustitución parcial de Fe por Co y Ni en el compuesto de partida Sr3Fe2O6+δ sobre las propiedades de alta temperatura. Estas propiedades son interesantes en relación con la posibilidad de utilizar estos materiales en dispositivos electroquímicos que operan entre 400 < T < 1000 ºC como son por ejemplo las Celdas de Combustible de Óxido Sólido (SOFC) o las membranas de separación de oxígeno (ITMs).Se encontró que la sustitución parcial de Fe por Co o Ni aumenta el rango de no estequiometría de oxígeno y la conductividad eléctrica total, ya que promueve la formación de portadores de carga deslocalizados en la banda M3d-O2p (M = Co o Ni) y vacancias de oxígeno en los sitios cristalográficos ubicados en los planos FeO2 (O(3) (8g, 0,1/2,z)). Se evaluaron loscoeficientes de expansión a lo largo de los diferentes ejes tetragonales (a y c), encontrándose que la expansión a lo largo del eje c involucra principalmente a la capa perovskita debido a efectos químicos y térmicos relacionados principalmente con la naturaleza del metal de transición. Del estudio de las propiedades electroquímicas es posible correlacionar las etapas que controlan el mecanismo de reducción de oxígeno con las propiedades de estos compuestos.