Fabricación y caracterización de La0,8Sr0,15Ba0,05Ga0,8Mg0,2O3-d para celdas sólidas de conversión de energía

Abstract

Ante la búsqueda de alternativas a los recursos energéticos basados en la combustión de combustibles fósiles globalmente se ha aumentado la investigación para implementar el uso de energías renovables no convencionales que sean limpias y no contaminantes. Es por esto que surge la alternativa de las celdas sólidas de conversión de energía, que convierten la energía química de un combustible gaseoso en electricidad realizando una serie de reacciones electroquímicas sin hacer combustión. Debido a esto, las celdas sólidas de conversión de energía no se rigen por el ciclo de Carnot, por lo que las celdas sólidas de conversión de energía poseen mayores eficiencias que las tecnologías tradicionales que si utilizan la combustión. Pero las aplicaciones comerciales de las celdas están limitadas por los altos costos de los materiales que las componen, es por esto que la investigación se enfoca en la reducción de los costos de los materiales a utilizar. El objetivo general de este tema de memoria es la fabricación y caracterización de una aleación de La0.8Sr0.15Ba0.05Ga0.8Mg0.2O3-d como material de electrolitos para celdas sólidas de conversión de energía. En particular se estudiará la estructura cristalina y morfología de nanopolvos de LSBGM, se fabricaran discos densificados de LSBGM y se estudiará la conductividad iónica del compuesto, comparando sus propiedades con los materiales de la literatura y con una aleación de La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-d. Los alcances del trabajo contemplan la fabricación de LSGM y LSBGM, mediante método sonoquímico y sol-gel para la posterior fabricación de discos densificados para estudiar su conductividad iónica, no se considera la fabricación de una celda sólida de conversión de energía, si no el estudio de materiales que pueden formar un electrolito para estas celdas. Dentro de los resultados obtenidos, se tiene un tamaño de partículas de aproximadamente 271 nm para LSBGM y 465 nm para LSGM, y se obtienen conductividades iónicas de s = 0,038 [S/cm] para LSBGM a 600ºC y s = 0,037 [S/cm] para LSGM a 600ºC. Finalmente se logra fabricar una aleación de La0.8Sr0.15Ba0.05Ga0.8Mg0.2O3-d mediante el método sol-gel, con propiedades eléctricas similares a las reportadas en la literatura.