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Desarrollo de celdas de combustible de óxido sólido de baja temperatura LT-SOFC con ánodo soportado vía colada de cintas y erosión catódica
ALONSO CONCHA BALDERRAMA
ARMANDO REYES ROJAS
Acceso Abierto
Sin Derechos Reservados
Celdas de combustible, Óxido Sólido de Baja Temperatura, LT-SOFC, Ánodo Soportado, Colada de Cintas, Erosión Catódica
Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) se vislumbran como una potencial alternativa para resolver los problemas energéticos y de contaminación ambiental que enfrentamos en la actualidad. El propósito de este estudio es la síntesis, caracterización estructural, estudio de las propiedades físicas y densidad de potencia de óxidos basados en diferentes ánodos, electrolitos y cátodos, con la intención de mejorar su desempeño durante el funcionamiento de la celda. En particular, en esta tesis se presentan los resultados obtenidos de la perovskita de La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ (LSCM), los cermets La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ – Cu0.75Ni0.25, Ce0.7Gd0.3O1.92 -Ni0.5Cu0.5, el cátodo Ba0.5Sr1.5Co1.6-xNixFe0.4O6-δ y el electrolito (Bi1-xErx)2O3 (x = 0.1, 0.13, 0.15, 0.2). Los óxidos metálicos han sido preparados médiate rutas de química blanda a diferentes temperaturas y atmosferas. La caracterización estructural ha sido obtenida mediante difracción de rayos x (DRX), difracción resuelta en el tiempo TRXRD, Rietveld, microscopia electrónica de barrido SEM, difracción de área selecta SAD, y microscopia electrónica de transmisión de alta resolución HRTEM. El ánodo tipo perovskita La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ (LSCM) y el cermet La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ – Cu0.75Ni0.25 fueron sintetizadas por el método de sol-gel e impregnación. Las modificaciones morfológicas y de estructura cristalina fueron estudiadas mediante patrones dinámicos de difracción de rayos x en el tiempo (TRXRD), refinamiento 4 Rietveld para cuantificar la fracción transformada en función del tiempo y espectroscopia Raman para confirmar la distorsión octaédrica en la perovskita. Los resultados indican que un desorden atómico domina hasta 400oC. Nanoparticulas 26nm propician la formación de núcleos de las soluciones sólidas de La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ y SrCrO4 con simetría cúbica 𝑃𝑚3𝑚 y monoclínica P 21/n respectivamente. Una reducción de simetría de 𝑃𝑚3𝑚 ⟶𝑅3𝑐 ha sido obtenida a 750°C en atmósfera de oxígeno y confirmada por una distorsión BO6 octaédrica por Raman, la cual toma lugar en la dirección cristalográfica [22̅1]/(12̅2). El modelo Johnson-Mehl-Avrami ha descrito el proceso cinético de transformación de fase, en el cual la coexistencia de dos fases es obtenida antes de alcanzar el grupo puntual de simetría 𝐷3𝑑6. Las nanopartículas de Bi2O3 dopado con erbio ((Bi1-xErx)2O3; x = 0.1, 0.13, 0.15, 0.2) se sintetizaron a través del método sol-gel con una ruta modificada de Pechini.
Centro de Investigación en Materiales Avanzados
31-08-2018
Tesis de doctorado
Español
ENERGÍA
Versión aceptada
acceptedVersion - Versión aceptada
Aparece en las colecciones: Doctorado en Ciencia de Materiales

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