CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

En el presente trabajo se muestra la síntesis y caracterización cristalográfica por difracción de neutrones de las fases Sr11Mo4-xNbxO23- con x = 0, 0.5 y 1.0. El interés en la sustitución de Mo por Nb en la fase Sr11Mo4O23 se debe a su comportamiento como un electrolito de iones O2-, con una conductividad prometedora como para ser utilizada como electrolito en Celdas de Combustible de Óxido Sólido (SOFC). En la actualidad existe un gran interés tecnológico por las SOFC ya que son dispositivos de interconversión de energía amigables con el medio ambiente.[1,2] En este sentido las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) son muy prometedoras como dispositivos para convertir eficientemente la energía de un combustible en electricidad. Sin embargo actualmente existen algunos aspectos de dichos dispositivos que aún deben ser mejorados, fundamentalmente los relacionados con las propiedades fisicoquímicas de los materiales que la componen.Las tres fases fueron preparadas por el método cerámico a partir de SrCO3, MoO3 y Nb2O5. Las cantidades estequimétricas de dichos reactivos fueron finamente molidos y calcinados a diferentes temperaturas hasta los 1300 °C. Las estructuras cristalinas de las fases dopadas fueron resueltas por difracción de neutrones a temperatura ambiente. Los refinamientos por el método Rietveld de las fases dopadas fueron realizados en grupo espacial Fd3 ̅m del sistema cubico a diferencia de la fase original que fue reportada como tetragonal con el grupo espacial I41/a.[3] Estas nuevas estructuras poseen los átomos de Sr distribuidos en 3 posiciones diferentes, los molibdenos en 2 y los oxígenos en 4. Uno de los oxígenos coordina a uno de los molibdenos mientras que los otros tres oxígenos se encuentran parcialmente ocupados coordinando al sitio dopado, (Mo/Nb). En la Figura 1 se muestra un modelo de la estructura cristalina cubica donde los octaedros verdes son los sitios de Mo1 mientras que los poliedros azules corresponden a los sitios donde se realiza el dopaje (Mo2/Nb2). En estos últimos es donde los oxígenos se encuentran deslocalizados, los cuales son los responsables de la movilidad de iones óxido en la estructura.Sobre estas fases se midió la conductividad iónica en el intervalo de temperatura de funcionamiento de una SOFC, de 600 a 900 °C, haciendo uso de la espectroscopía de impedancia. Estas medidas mostraron un sustancial aumento en la conductividad iónica con el aumento del contenido de Nb en la estructura. Los valores observados son cercanos a los reportados para los electrolitos que actualmente se están utilizando por lo que estos nuevos materiales resultan muy prometedores como nuevos electrolitos. Finalmente se lograron establecer relaciones entre la estructura cristalina y la propiedad observada, aportando esto nuevas pautas para la búsqueda de nuevos y mejores materiales para SOFC.