INVESTIGADORES
SOLDATI Analia Leticia
congresos y reuniones científicas
Título:
Caracterización del electrodo simétrico La0.4Sr0.6TixCo1-xO3-d (0
Autor/es:
SOLDATI, ANALIA L.; NAPOLITANO, FEDERICO; SERQUIS, ADRIANA C.; LAMAS, DIEGO; GECK, JOCHEN
Lugar:
Bariloche
Reunión:
Workshop; Segundo Workshop de Usuarios Argentinos de Técnicas de Luz Sincrotrón; 2013
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina (AFA)
Resumen:
Mucho
se ha investigado sobre las propiedades de las perovskitas de tierras raras para
su uso como electrodos en celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). En
particular, los titanatos del tipo LaySr1-yTiO3 han demostrado excelentes
propiedades como ánodos, mientras que las cobaltitas del tipo LaySr1-yCoO3 han
sido ampliamente estudiadas como cátodos. En el afán de lograr un material que
pueda ser usado como ánodo y cátodo a la vez, surgió recientemente la idea de combinar ambos cerámicos, dopando
el sitio B del titanato con algún porcentaje de cobalto [1], dando origen a
estudios como los de la familia LSTC (La0.4Sr0.6TixCo1-xO3-d
con 0£x£1). Sin embargo, al sustituir
el Ti (que se encuentra en el estado de oxidación 4+) por el Co (que puede
tomar fácilmente valencias entre 2+ y 4+) es posible generar distintos
mecanismos de compensación de carga, que modifiquen las propiedades
estructurales y electroquímicas del material. De hecho, ya hemos comprobado
experimentalmente que existen cambios en la estructura electrónica y cristalina
a temperatura ambiente, por el sólo hecho de sustituir una parte Ti por Co [2,
3]. Por esta razón, y teniendo en cuenta
la aplicación tecnológica propuesta para este material, se vuelve necesario estudiar
en detalle el comportamiento estructural y electrónico del LSTC en condiciones
de funcionamiento lo más parecida a las reales, es decir a temperaturas que rondan los 700ºC y en ambientes tanto
reductores como oxidantes. En este trabajo, mediante técnicas de absorción de
rayos X con fuente de luz sincrotrón (XANES y EXAFS), presentamos un estudio sistemático
de los cambios observados en la estructura electrónica de los metales de
transición en función del contenido de Co, simulando condiciones de operación
como ánodo y cátodo. Los resultados obtenidos muestran que el Co se encuentra
ubicado en el sitio B de la perovskita, compartiendo el lugar del Ti. Sin
embargo, para una una concentración de Co dada, el dopante tiende a variar su
valencia hacia valores más reducidos a medida que aumenta la temperatura, ya
sea en condiciones oxidantes o reductoras, mientras que el Ti se mantiene en
valores cercanos a 4+, sin variación aparente. Las implicancias de estos
resultados se discutirán respecto de la utilización de este material como
electrodo simétrico.
[1]
Ruiz-Morales, J.C. et al., Nature, 439, 568-571 (2006). [2] Napolitano, F.R. et al., International Journal of Hydrogen
Energy, 37 (23), 18302-18309 (2012). [3] Napolitano, F.R. et al., International
Journal of Hydrogen Energy, 38 (21), 8965-8973 (2013)