Estudio de la familia de Perovskitas Ba0,5La0,5M0,5Ti0,5O3- (M= Cr, Mn, Fe, Co) a partir de cálculos de primeros principios

V.C. FUERTES, L. REINAUDI, M.C. BLANCO, G.L. LUQUE

Cordoba

Congreso; I Reunión Latinoamaricana de Cristalografía; 2013

Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) son dispositivos electroquímicos que convierten directamente energía química en energía eléctrica. Un reto presente en el campo de las SOFCs es reducir su temperatura de operación por debajo de 800 ºC, lo que reduciría el costo de fabricación y mantenimiento, y prevendría la degradación de su rendimiento. Las SOFCs simétricas (donde el mismo material es usado del lado del ánodo y del cátodo) fueron propuestas por primera vez en 2006 [1]. Esta configuración permite el desarrollo de celdas más simples y con menores costos de fabricación. El material de electrodo de las SOFCs simétricas debe poseer actividad catalítica tanto para la reducción de oxígeno como para la oxidación de hidrocarburos, ser estable en atmósferas reductoras y oxidantes, y presentar cambios mínimos en la expansión térmica debido a procesos rédox. Recientemente, los titanatos cerámicos con estructura tipo perovskita han sido propuestos como posibles candidatos para material de electrodo de SOFCs simétricas de temperatura intermedia [2]. En el presente trabajo se estudia la nueva familia de perovskitas Ba0,5La0,5M0,5Ti0,5O3- (M=Cr, Mn, Fe, Co). Estos compuestos presentan una significativa concentración de vacancias de oxígeno con elevada movilidad de las mismas a temperaturas moderadas, lo que los hace excelentes candidatos a material de electrodo para SOFCs simétricas de temperatura intermedia. Se analiza la estabilidad de la estructura cristalina y se identifican los mecanismos atomísticos de reacciones claves. Se muestran resultados de cálculos de DFT y se discute su estructura electrónica en base a su densidad de estados y estructura de bandas.