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).

C.SETEVICH; F. PRADO; M.G. ZIMICZ; A. CANEIRO

Córdoba

Congreso; 16° SAM-CONAMET; 2016

Sociedad Argentina de Materiales

Los óxidos conductores mixtos con elevada conductividad electrónica e iónica son de interés 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- (0.5 ≤ x ≤ 1.0) se ha reportado un valor de resistencia de polarización del cátodo de RP,C ~ 0.05  cm2 a 600 °C para x = 0.7 [3]. Sin embargo, a temperaturas intermedias 600 °C ≤ T ≤ 900 °C, la estructura cristalina 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 estabilizar la perovskita cúbica, hemos explorado la incorporación de Nb5+ en reemplazo de Co3+ y estudiado las variaciones en la cristaloquímica, propiedades eléctricas y electroquímicas de estos compuestos. Los datos de XRD 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 10 días a 750 °C. Medidas de dilatometría muestran que la 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 de defectos donde la concentración de vacancias de oxígeno es controlada por el contenido de Nb5+ y Ba2+. El menor valor de RP,C~ 0.08  cm2 a 600 °C, ha sido obtenido para La1-xBaxCo0.9Nb0.1O3-d. Estos valores de RP,C, en conjunto con la estabilidad estructural convierten a estos compuestos de interés para su utilización en distintas aplicaciones electroquímicas de alta temperatura.