Caracterización estructural y estabilidad de fases de perovskitas utilizadas como electrodos de celdas de combustible

A. SERQUIS; F. NAPOLITANO; L. BAQUÉ; A. SOLDATI; D. G. LAMAS; L. SUESCUM

San Carlos de Bariloche

Workshop; Segundo Workshop de Usuarios Argentinos de Técnicas de Luz de Sincrotrón; 2013

Asociación Argentina de Cristalografia

En los últimos años se han propuesto diversos óxidos con una estructura cristalina tipo perovskita (ABO3) como candidatos para funcionar como electrodos de celdas de combustible y es necesario contar con una caracterización estructural muy precisa de estos materiales. La técnica de  difracción de Rayos X de polvos (XPD) utilizando difractómetros convencionales de laboratorio (geometría de haz convergente) no puede resolver detalles estructurales que pueden ser  importantes para correlacionar con sus propiedades electroquímicas. La técnica de XPD con luz sincrotrón (geometría de haz paralelo) con una configuración de alta intensidad o de alta  resolución, permite detectar la presencia de distorsiones estructurales (por ej. en materiales nanoestructurados) o de cambios de fases muy sutiles, respectivamente. En este trabajo se presentan como ejemplos los resultados encontrados en dos sistemas: la estabilidad estructural de polvos nanoestructurados de La0,4Sr0,6Co0,8Fe0,2O3-y la resolución de la estructura cristalina de los óxidos de composición La0,4Sr0,6Ti1−yCoyO3±d con 0 0 ≤ y ≤ 1. Se realizaron diferentes tratamientos térmicos in-situ y ex-situ bajo atmósferas reductoras y oxidantes y se estudió la evolución estructural ocurrida durante estos experimentos, correlacionando los resultados con otras técnicas como difracción de neutrones, microscopía electrónica de transmisión (TEM) y espectroscopia de absorción de Rayos X (EXAFS). En el primer sistema estudiado se encontró la formación de fases con ordenamiento de vacancias, luego de un tratamiento térmico bajo atmósfera reductora, aunque estos cambios estructurales pueden ser revertidos con un tratamiento térmico en atmósferas oxidantes. En el segundo sistema se encontró que todas las muestras con y > 0 presentan a temperatura ambiente una estructura romboédrica (R¯3c) que no había sido reportada previamente en la literatura y una transición a una fase cúbica (Pm¯3m) a alta temperatura. Se encontró que la temperatura de transición depende del grado de distorsión inicial de las muestras.