Estudio de síntesis y caracterización estructural y electroquímica de la serie ReBa2Cu3O7-δ (Re = Y, La, Nd) como potenciales cátodos para IT-SOFCs

GRASSI, JOAQUIN; L. SUESCUM; MACIAS, L; SERQUIS, ADRIANA

San Carlos de Bariloche

Congreso; XV Reunión Anual de la AACr; 2019

Asociación Argentina de Cristalografía

Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) han demostrado ser una alternativa prometedora en materia de conversión eficiente de energía de manera amigable con el medio ambiente, en las que se obtienen trabajo eléctrico, agua y calor como productos de una serie de procesos electroquímicos a través de mecanismos de catálisis heterogénea [1].Dado que los procesos de difusión de especies en sólidos, son térmicamente activados, esto conduce a que las SOFC operen a altas temperaturas (800-1000 °C) y supone un desafío a la hora de evaluar, diseñar y testear materiales que sean estables tanto química como mecánicamente a estas temperaturas. La necesidad de reducir estas temperaturas (disminuyendo costos asociados y aumentando la estabilidad a largo plazo de los sistemas) define una sub clase, las IT-SOFCs, celdas de combustible de temperatura intermedia. Obtener materiales quepresenten conductividades iónicas y electrónicas aceptables en rangos de temperatura correspondientes a 500-700 °C es un reto actual, que implica conocer en detalle aspectos estructurales, propiedades electroquímicas de transporte y los mecanismos involucrados, para poder diseñar y optimizar tanto la síntesis, el procesamiento, el armado y la evaluación de la performance de estos dispositivos [2], La bibliografía sugiere que el alto rendimiento de estos dispositivos está relacionado con la composición química, la microestructura de los cerámicos y la estructura cristalina de material empleado como cátodo o ánodo [3]. Nano o microestructura, porosidad, elevadaconcentración de vacancias de oxígeno y bajas energías de migración de las mismas son algunos de los requisitos básicos que deben cumplir materiales con potencial uso en estos dispositivos.Dada la estructura del sistema YBCO 123, la presencia de vacancias de oxígeno (móviles) y la posibilidad de sintetizar este tipo de cerámicos en el laboratorio, se propuso el estudio de suuso como posible cátodo de IT ? SOFC. Se observó una transición de fase (O ? T) a la mismatemperatura a la que tiene lugar un descenso significativo en la resistencia de polarizacióncatódica. Estos resultados condujeron al estudio de materiales de esta serie, sustituyendo al Y por otros cationes latánidos como Nd y La.Se presenta un estudio sistemático de: la síntesis de cerámicos de la serie REBa 2Cu3O7-,la evolución estructural en fución de la temperatura mediante difracción de rayos X de polvo utilizando radiación de Luz Sincrotrón y el comportamiento electroquímico utilizando Espectroscopía de Impedancia Electroquímica cuando los mismos operan como cátodos de ITSOFC en celdas simétricas con CGO como electrolito. Se detallan algunas relacionesobservadas entre estructura y propiedades de los sólidos preparados.