Síntesis y caracterización estructural de Perovskitas La4BaCu5-xNixO13±δ (x= 1 y 2) con potencial aplicación en celdas de combustible de óxido sólido.

JHOAN F. TÉLLEZ; E. LAURA MOYANO; VALERIA C. FUERTES; MIGUEL A. LAGUNA-BERCERO; JUAN M. DE PAOLI

Córdoba

Congreso; XVII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía (AACr).; 2022

FCQ-UNC y AACr

El constante incremento en la demanda energética mundial, así como también los enormes problemas ambientales que se generan diariamente por el empleo de combustibles fósiles, han impulsado al desarrollo de nuevas tecnologías de generación energética. Dentro de estos nuevos sistemas se destacan las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC), ya que presentan una alta eficiencia comparada con los métodos tradicionales y, además, la posibilidad de ser operada con distintos tipos de combustibles. Los materiales empleados comúnmente como cátodos en las SOFC son óxidos mixtos con estructura cristalina tipo Perovskita. Estas celdas poseen temperaturas de operación comprendidas en el rango entre 900-1000 °C, razón por la cual esta tecnología no se ha desarrollado aun masivamente. Un gran número de las investigaciones actuales en SOFC se han centrado en mejorar los materiales empleados como electrodos y poder bajar su temperatura de funcionamiento, reduciendo costos y constituyendo las denominadas celdas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia (IT-SOFC) [1].En este trabajo se presenta el estudio realizado sobre la familia de Perovskita La4BaCu5-xNixO13±δ (x= 1 y 2), con el fin de encontrar nuevos materiales con potencial aplicación en IT-SOFC. Estos compuestos sintetizados derivan del La4BaCu5O13±δ (x= 0), un óxido mixto conocido por tener vacancias de aniones óxidos ordenadas y un comportamiento de conductor mixto [2]. Con el objetivo de modificar las propiedades intrínsecas del compuesto x= 0, se planteó realizar una sustitución de Cu por Ni en el sitio B de esta Perovskita. Estas muestras (x= 1 y 2) fueron obtenidas por sol-gel a 900 °C con un alto grado de pureza y caracterizadas estructuralmente por DRXP. La nueva familia de Perovskitas son isoestructurales con el compuesto La4BaCu5O13±δ ya reportado [3]. Además, por termogravimetría se obtuvo que 0 < δ < 1 para ambos casos. Por último, se realizó la evaluación electroquímica de esta serie de materiales mediante espectroscopía de impedancia electroquímica con el fin de evaluar su posible potencial aplicación en IT-SOFC.1. T. Mori, R. Wepf, S.P. Jiang, Future prospects for the design of 'state-of-the-art' solid oxide fuel cells, J. Phys. Energy 2 (2020), 031001.2. M.A. Macias, M.V. Sandoval, N.G. Martinez, S. Vázquez-Cuadriello, L. Suescun, P. Roussel, Ś. Konrad, G.H. Gauthier, Synthesis and preliminary study of La4BaCu5O13+δ and La6.4Sr1.6Cu8O20±δ ordered perovskites as SOFC/PCFC electrode materials, Solid State Ionics 288 (2016), 68.3. C. Michel, L. Er-Rakho, B. Raveau, The oxygen defect perovskite BaLa4Cu5O13.4, a metallic conductor, Mater. Res. Bull. 20 (1985), 667.