CARACTERIZACIÓN CRISTALOGRÁFICA DE Sr11Mo4-xNbxO23 INDUCCIÓN DE CONDUCTIVIDAD IÓNICA

C.D. MIRANDA; C.A. LOPEZ; J.C. PEDREGOSA; J.A. ALONSO

San Luis

Workshop; XII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2016

AACr

En el presente trabajo semuestra la síntesis y caracterización cristalográfica por difracción deneutrones de las fases Sr11Mo4-xNbxO23-d con x = 0, 0.5 y 1.0. El interés en lasustitución de Mo por Nb en la fase Sr11Mo4O23se debe a su comportamiento como un electrolito de iones O2-, conuna conductividad prometedora como para ser utilizada como electrolito enCeldas de Combustible de Óxido Sólido (SOFC). En la actualidad existe un graninterés tecnológico por las SOFC ya que son dispositivos de interconversión deenergía amigables con el medio ambiente.[1,2] En este sentido las celdas decombustible de óxido sólido (SOFC) son muy prometedoras como dispositivos paraconvertir eficientemente la energías de un combustible en electricidad. Sin embargo actualmente existen algunos aspectos de dichos dispositivos queaún deben ser mejorados, fundamentalmente los relacionados con las propiedadesfisicoquímicas de los materiales que la componen.Las tres fases fueronpreparadas por el método cerámico a partir de SrCO3, MoO3y Nb2O5. Las cantidades estequimétricas de dichosreactivos fueron finamente molidos y calcitados a diferentes temperaturas hastalos 1300 °C. Las estructuras cristalinas de las fases dopadas fueron resueltaspor difracción de neutrones a temepratura ambiente. Los refinamientos por elmétodo Rietveld de las fases dopadas fueron realizados en grupo espacial Fdm del sistema cubico a diferencia de la fase originalque fue reportada como tetragonal con el grupo espacial I41/a.[3] Estasnuevas estructuras poseen los átomos de Sr distribuidos en 3 posicionesdiferentes, los molibdenos en 2 y los oxígenos en 4. Uno de los oxígenoscoordina a uno de los molibdenos mientras que los otros tres oxígenos seencuentran parcialmente ocupados coordinando al sitio dopado, (Mo/Nb). En laFigura 1 se muestra un modelo de la estructura cristalina cubica donde losoctaedros verde son los sitios de Mo1 mientras que los poliedros azulescorresponden a los sitios donde se realiza el dopaje (Mo2/Nb2). En estosúltimos es donde los oxígenos se encuentras deslocalizados, los cuales son losresponsables de la movilidad de iones óxido en la estructura.Sobre estas fases se midió laconductividad iónica en el intervalo de temperatura de funcionamiento de unaSOFC, de 600 a 900 °C, haciendo uso de la espectroscopía de impedancia. Estasmedidas mostraron un sustancial aumento en la conductividad iónica con elaumento del contenido de Nb en la estructura. Los valores observados soncercanos a los reportados para los electrolitos que actualmente se estánutilizando por lo que estos nuevos materiales resultan muy prometedores comonuevos electrolitos. Finalmente se lograrons establecer ralciones entre laestructura cristalina y la propiedad observada, aportando esto nuevas pautaspara la búsqueda de nuevos y mejores meateriales para SOFC.[1] C.N.R. Rao, B. Raveau,Transition Metal Oxides: Structure, Properties, and Synthesis of CeramicOxides. New York: JohnWiley and Sons, 1998.[2] B.Raveau, Prog. Solid State Chem., 35 (2007) 171?173.[3] C.A. López, J.C. Pedregosa, D.G. Lamas, J.A.Alonso. J. Appl. Cryst., 47 (2014) 1395?1401.