Estudio de la familia de Perovskitas Ba0,5La0,5M0,5Ti0,5O3-d (M= Cr, Mn, Fe, Co) a partir de cálculos de primeros principios

V.C. FUERTES; L. REINAUDI; M.C. BLANCO; G.L. LUQUE

Córdoba

Congreso; I Reunión Latinoamericana de Cristalografía y IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía.; 2013

Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba.

Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) son prometedores dispositivos generadores de energía por conversión directa de combustibles fósiles en electricidad renovable, limpia y de alta calidad. Un reto importante es reducir la temperatura de operación por debajo de 800 ºC y así obtener celdas de temperatura intermedia (IT-SOFC). Por otra parte, un nuevo concepto creado en 2006 [1] implica utilizar simultáneamente el mismo electrodo del lado del ánodo y del lado del cátodo, constituyendo así ?SOFCs simétricas?. Esta configuración permite el desarrollo de las celdas de manera simplificada: reducción en el costo de fabricación y superación de problemas que ocurren durante su operación (compatibilidad química entre los componentes, desajustes térmicos, envenenamiento por azufre). Tanto ánodo como cátodo deben poseer actividad catalítica para la reducción de oxígeno y oxidación de hidrocarburos, estabilidad bajo atmósferas reductoras y oxidantes y cambios mínimos en la expansión térmica debido a procesos redox. Entre los óxidos de tipo perovskita, los titanatos cerámicos como Sr0,5La0,5Co0,5Ti0,5O3-δ [2], son reconocidos por presentar una alta estabilidad, pero debe ser optimizada por ejemplo, la reversibilidad de las fases oxidada y reducida. En este trabajo estudiamos una familia en donde se combina una alta concentración de vacancias de oxígeno (no estequiométricas) con elevada movilidad de las mismas a temperaturas moderadas, evaluando la estabilidad de la estructura cristalina e identificando los mecanismos atomísticos de reacciones claves. La presencia de vacancias de oxígeno conduce a una redistribución local de la carga, asociada con una perturbación local de la red y expansión del volumen de equilibrio. Se mostrarán los resultados de cálculos de DFT obtenidos con el código Quantum Espresso ?.? y se discutirá su estructura electrónica en base a su densidad de estados y diagrama de bandas. [1] Bastidas, D.M., Tao, S., Irvine, J.T.S.; J. Mater. Chem., 16, 1603-1605 (2006). [2] Martínez-Coronado, R., Aguadero, A., Pérez-Coll, D., Troncoso, L., Alonso, J.A., Fernández-Díaz, M.T.; Int. J. Hydrogen Energy, 37, 18310-18318 (2012).