Síntesis y caracterización de circonato de Bario, dopado con cationes trivalentes como posible conductor protónico para celdas combustibles de óxido sólido (2012)
El circonato de bario es un material con alto punto de fusión, buena conductividad iónica y estabilidad química apreciable, que lo convierten en un buen candidato para diversas aplicaciones en el campo de las cerámicas avanzadas tales como crisoles, sistemas de almacenamiento de combustible nuclear, barreras térmicas, sensor específico de gases y en particular como electrolito para celdas de combustible de óxido sólido. Atendiendo a estas propiedades se abordó el estudio de su síntesis por el método citrato amorfo a fin de obtenerlo a unas condiciones más favorables que las exhibidas por el método de síntesis convencional (método cerámico o del estado sólido), en la primera etapa de esta investigación se estudió el efecto que el pH, la relación molar metales ácido cítrico (M:AC) y la temperatura de calcinación tienen sobre la preparación de este material cerámico; el desarrollo de los experimentos se verificó por microscopía electrónica de barrido, análisis térmico diferencial, análisis termogravimétrico y difracción de rayos X. El análisis de los resultados obtenidos en esta etapa, permitió escoger las condiciones más adecuadas para la síntesis del BaZrO3. Con las condiciones de operación seleccionadas se obtuvo el circonato dopado con elementos lantánidos trivalentes (europio, gadolinio, holmio, lantano, neodimio y praseodimio), en tres niveles porcentuales de dopaje. Para la caracterización de los sólidos preparados se utilizó una batería de técnicas analíticas que incluyó la microscopía electrónica de barrido de emisión de campo, con el objeto de realizar el estudio morfológico y de composición química; la difracción de rayos X a fin de obtener la información correspondiente al estudio de fases sólidas; espectroscopias Raman, UV-Vis y de fotoluminiscencia, con el fin de obtener información sobre la naturaleza de las interacciones de los materiales sintetizados con la radiación; y por último, a los materiales promisorios se les hizo medidas de conductividad, mediante espectroscopía de impedancias (IS) con miras a evaluar su potencial uso como electrolitos en celdas de combustible de óxido sólido.