Proyectos
PRODUCCIÓN DE MANGANITAS DE La0.5Ca0.5Fe1-xMnxO3, CON POTENCIALES APLICACIONES EN CELDAS DE COMBUSTIBLE DE HIDROGENO SOFC
Resumen
Durante las últimas décadas de investigación se ha querido obtener sistemas tecnológicos capaces de obtener energía de forma eficiente y con cero contaminación, entre estos posibles avances se encuentran las celdas solares, la energía eólica, los biocombustibles, la energía geotérmica, las hidroeléctricas, pero no solucionan el problema energético en su totalidad. Las celdas de combustible de hidrogeno, son lo más parecido a eficiencia energética ya que su proceso electroquímico es superior a un 50%, y al producir agua como subproducto, lo hace más importante, el problema se basa en sus materiales, básicamente está constituida por electrodos de Platino (Pt), por su alta conductividad a temperatura ambiente, pero obtener este material es muy costoso, al igual que su manipulación, lo que hace la generación de celdas de combustible de hidrogeno muy costoso, tomando estos aspectos, la comunidad científica lleva varias décadas trabajando en diversos tipos de celdas de combustible que sean capaces de obtener una eficiencia muy cercana a las celdas con platino, utilizando materiales mucho más fáciles de obtener y mucho más económicos , entre estos se encuentra las celdas alcalinas que fueron las primeras utilizadas para los viajes al espacio, las celdas poliméricas que utilizan nafión como electrolito, la gran variedad de celdas se basan en el tipo de materiales y la manera en cómo se genera la obtención de la energía , entre los diferentes tipos de celdas de combustible de hidrogeno, entre las más investigadas, se encuentran las celdas tipo SOFC (Solid Oxide Fuel Cells) que son celdas que utilizan como materiales óxidos binarios, para los electrodos, electrolito e interconectores, el problema que se presenta en este tipo de celdas se da en la alta temperatura en la que tienen que trabajar las celdas para generar energía, lo que hace muy costoso y poco eficiente la generación de energía por este tipo de tecnología, la investigación se basa en sintetizar materiales con altas propiedades eléctricas, y que funcionen como catalizadores a temperaturas más bajas que las registradas en la literatura. Un material utilizado como posible electrodo para las celdas SOFC es el La0.5Ca0.5Fe1-XMXO3, de acuerdo a los reportes los materiales más utilizados son el LaCaMnO3 y el LaSrMnO3, pero trabajan a temperaturas muy altas 1000ºC, la utilización de Hierro (Fe), hace que se presenten fenómenos físicos, donde por su estructura busque predominar los efectos del Mn o del Fe, que hacen que sea un material con características muy importantes. Los radios ionicos de Fe y Mn son de 0.64Å, evitando la modificación de la estructura de acuerdo al dopaje, pero si se presentan cambios en su respuesta eléctrica, magnética, térmica. según la literatura al aumentar el dopaje de Fe en el compuesto LaCaFe1-xMnxO3, el proceso de doble intercambio se ve afectado, indicando que el transporte de electrones va disminuyendo. Este tipo de materiales funcionan como catalizadores de las reacciones electroquimicas y su Energía de activación es de 0.34 y disminuyen de acuerdo al aumento de temperatura, clasificando como un material semicnductor. Los materiales se esperan obtener por Reacción de Estado Solido, utilizando un molino de bolas, para la reproducibilidad del proceso, posteriormente someterse a tratamientos térmicos superiores a 900ºC para estabilizar la estructura del material y generar cambios de fase en el material para que en los sitios A, el La y Ca realicen las sustituciones y en el sitio B el Fe y Mn realicen también su sustitución. es necesario realizar caracterización estructural, eléctrica, magnética, térmica, de composición y morfológica mediante los equipos: XRD, Espectroscopia de Impedancia, PPMS Medidas Magnéticas, DSC- TGA Termogravimetria, FTIR espectroscopia por Transformada de Fourier y SEM Microscopio Electrónico de Barrido.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE APOYO A ESTUDIANTES DE POSGRADO PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE APOYO A ESTUDIANTES DE POSGRADO PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Responsable