Nanomateriales de Ce-Zr-Sm para aplicaciones electrocatalíticas

SUSANA A. LARRONDO; LUCÍA M. TOSCANI; ROSARIO SUAREZ ANZORENA

Buenos Aires

Congreso; 5° Congreso Argentino de Ingeniería/3° Congreso Latinoamericano de Ingeniería/11° Congreso Argentino de Enseñanza de la Ingeniería (virtual); 2021

Facultad de Ingeniería (UBA), Consejo Federal de Decanos de Ingeniería República Argentina y Corporación de Facultades de Ingeniería Chile

Nanomateriales de óxido de cerio-circonio dopados con samario fueron sintetizados por el método citratos para ser ensayados como material de ánodo de celdas de combustible de óxido sólido a temperatura intermedia. La sustitución parcial del Zr por Sm fue propuesta para aumentar la conductividad iónica del material a través de la formación de vacancias de oxígeno en la estructura. Los resultados de impedancia indican que, en una atmósfera 7%vol. de hidrógeno, la inclusión de hasta un 6%at. Sm produce una disminución de la resistencia de polarización en el rango de 500 a 750 °C. Las celdas de composición 0 %at., 4%at. y 6%at. Sm se ensayaron en atmósferas de hidrógeno y metano con distintas composiciones. Se observa que los sólidos muestran ser más activos en hidrógeno que en metano y a una mayor composición del combustible. El material con un contenido 6%at. Sm muestra ser el de mayor desempeño electrocatalítico en todas las situaciones ensayadas. Los valores obtenidos muestran ser muy promisorios y una excelente alternativa que evita el uso de metales como Ni y/o Cu. Los ensayos de difracción de rayos-x in situ con luz sincrotrón, confirman la estabilidad estructural de los sólidos en una atmósfera reductora de hidrógeno y metano desde temperatura ambiente hasta 800 °C. Más importante aún, no se observó la presencia de depósitos carbonosos sobre ninguno de los materiales ensayados en metano. Estas observaciones son válidas para muestras con tratamientos térmicos de 500 °C y 1100 °C.