Síntesis y caracterización del sistema La0,8Sr0,2MnO3

Synthesis and Characterization of the La0.8Sr0.2MnO3 System

Este trabajo reporta la síntesis y la caracterización de un óxido tipo La_0,8Sr_0,2MnO₃, usando una ruta de síntesis de química húmeda, con la cual fue obtenido un material cerámico con propiedades fisicoquímicas y características estructurales de gran importancia para aplicación como componente electrónico para uso en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). El material sintetizado se caracterizó por difracción de rayos X (XRD), obteniéndose un material con estructura tipo perovskita. Los resultados derivados de microscopia electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) confirmaron la obtención de sólidos de morfología regular orientados de forma preferente en el plano (1 1 2), con distancias interplanares d calculadas de 0,25 nm con base en los resultados de HRTEM y XRD. La composición del material La_0,8Sr_0,2MnO₃ fue determinada mediante microanálisis de rayos X por energía dispersiva (EDX), indicando una buena concordancia entre la composición propuesta y obtenida. Los valores de área superficial y volumen de poro medidos por el método BET permiten indicar que el material preserva sus características superficiales y texturales en función del método de síntesis utilizado.

1 INTRODUCCIÓN

Desde las primeras ideas propuestas por Nernst y sus colegas, a finales del siglo XIX [1], y la posterior fabricación de la primera pila de combustible, hace más de 70 años [2], se ha aumentado la fabricación de este tipo de dispositivos, debido a que pueden utilizarse en la generación de energía con alta eficiencia y bajo impacto ambiental, lo cual contribuye de forma efectiva a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, en el contexto de la reducción de gases de efecto invernadero y de los lineamientos de la actual química verde. Estos dispositivos son muy eficientes en la conversión de energía química a eléctrica, debido a que no tienen piezas móviles y, por tanto, no están afectados por el ciclo de Carnot [3]; en principio, están conformados por tres componentes básicos: un ánodo (electrodo de combustible), un cátodo (electrodo de aire) y un electrolito (polimérico o cerámico); dependiendo del tipo de electrolito, pueden clasificarse en pilas de combustible de baja, media y alta temperatura de operación. Las pilas de combustible de baja temperatura funcionan de forma directa con gases de hidrógeno y oxígeno; entre ellas encontramos, principalmente, las denominadas pilas de combustible de intercambio protónico (PEMFC), de metanol directo (DMFC) y de ácido fosfórico (PAFC). En el grupo de las pilas de combustible de temperatura intermedia podemos encontrar las de carbonato fundido (MCFC), todas caracterizadas por su baja tolerancia al monóxido de carbono y por utilizar cantidades relativamente grandes de metales nobles en sus componentes anódicos, lo que les permite promover las reacciones químicas de oxidación del combustible.