EFECTOS DEL CONTENIDO DE Nb5+ EN LA ESTABILIZACIÓN DE LA PEROVSKITA CÚBICA Y LAS PROPIEDADES DE ALTA TEMPERATURA DEL SISTEMA La1-xBaxCo1-yNbyO3-d (0.5 ≤ x ≤ 1.0)

ALBERTO CANEIRO; CRISTIAN F. SETEVICH; F. PRADO; M.G. ZIMICZ

Córdoba

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales 16° SAM-CONAMET; 2016

UTN, UNC, INTI, SAM, SOCHIM

Los óxidos conductores mixtos con elevada conductividad electrónica e iónica simultáneamente son intensamente investigados debido a su potencial uso como materiales de cátodo en celdas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia (IT-SOFCs) [1] o en membranas de separación de oxígeno [2]. En el caso del sistema La1-xBaxCoO3-d (0.5 ≤ x ≤ 1.0) se ha reportado un valor de resistencia de polarización del electrodo de Rp ~ 0.05 W cm2 a 600 °C para x = 0.7 [3]. Sin embargo, a temperaturas intermedias 600 °C ≤ T ≤ 900 °C, la estructura cristalina de estos compuestos gradualmente transforma desde una perovskita cúbica hacia una mezcla de la perovskita cúbica y una fase hexagonal, lo cual afecta el rendimiento del electrodo [3]. Con el objetivo de lograr la estabilización de la perovskita cúbica, hemos explorado la incorporación de Nb5+ en reemplazo de Co3+ en el sitio B de la fase perovskita y estudiado lasvariaciones en la cristaloquímica, propiedades eléctricas y electroquímicas de estos compuestos. Los datos de Difracción de Rayos-X muestran que la solubilidad de Nb aumenta desde y = 0.1 hasta y = 0.4 cuando el contenido de Ba aumenta desde x = 0.6 hasta 0.8 ≤ x ≤ 1.0. Se ha determinado el rango de contenido de Nb y Ba donde la perovskita cúbica es estable luego de un tratamiento térmico de 10 días a 750 °C. Medidas de dilatometría muestran que el coeficiente de expansión lineal disminuye con el contenido de Ba y de Nb. Los datos de conductividad eléctrica y permeabilidad de oxígeno han sido satisfactoriamente descriptos mediante la utilización de un modelo simple de defectos donde la concentración de vacancias de oxígeno es controlada por el contenido de Nb5+ y Ba2+. El menor valor de resistencia de polarización, Rp ~ 0.08 W cm2 a 600 °C, ha sido obtenido para el compuesto La1-xBaxCo0.9Nb0.1O3-d. Estos valores de Rp, en conjunto con la estabilidad estructural convierten a estos compuestos de interés para su utilización en distintas aplicaciones electroquímicas de alta temperatura. Adicionalmente, se discutirán los resultados con aquellos obtenidos previamente para el sistema La1-xBaxCo1-yFeyO3-d [4] .