Abstracto

Efecto del co-dopaje de Ga3+ y Cu2+ en la conductividad iónica de la cerámica de ceria como electrolito sólido para las IT-SOFC

 Monika Singh

La presente investigación llama la atención sobre el efecto de la adición de Ga3+ y Cu2+ en la estructura, morfología de la superficie y conductividad iónica de oxígeno de la cerámica de ceria en la composición Ce0.8Ga0.2-xCuxO2-d para el candidato prometedor como material de electrolito sólido en las celdas de combustible de óxido sólido que trabajan en un rango de temperatura intermedio (IT-SOFC). Las nanocerámicas ultrafinas Ce0.8Ga0.2-xCuxO2-d (para 0£x£0.2) se prepararon mediante el método de autocombustión con nitrato de glicina. La identificación de fase, la microestructura y la conductividad iónica de todas las cerámicas de ceria se observaron mediante XRD en polvo, SEM, TEM y se utilizaron mediciones de análisis de impedancia para analizar la identificación de fase, la microestructura y la conductividad iónica de todas las cerámicas de ceria respectivamente. La estructura de tipo fluorita cúbica de óxido de cerio similar a la que tiene un grupo espacial Fm-3m se confirmó mediante XRD de polvo seguido de un análisis estructural de Rietveld para todos los sistemas co-dopados. La densidad de todas las muestras se encontró por encima del 85% después de la sinterización a 1300ºC durante 4 horas. La presencia de vacantes de oxígeno en todas las composiciones se reveló mediante espectros Raman. El análisis térmico para el cambio de peso se llevó a cabo mediante TGA. El coeficiente de expansión térmica de los electrolitos desarrollados coincide con los materiales de electrodos comúnmente utilizados. Se encontró que la composición óptima Ce0.8Ga0.05Cu0.15O1.825 revela la conductividad iónica máxima con la menor energía de activación entre todas las cerámicas de ceria co-dopadas existentes. Estas características lo componen una aplicación potencial en la IT-SOFC como material de electrolito.