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CARACTERIZACIÓN DE ELECTROLITOS YSZ-SDC OBTENIDOS A PARTIR DE POLVOS NANOMÉTRICOS SINTETIZADOS POR COMBUSTIÓN ( CHARACTERIZATION OF YSZ-SDC ELECTROLYTES OBTAIN WITH NANOMETRIC POWDERS PREPARED BY COMBUSTION )

2016; Linguagem: Espanhol

2244-7113

Jackeline Quiñones, Aurora Molina, Mersha Campos, Gema González,

Advancements in Solid Oxide Fuel Cells

El presente trabajo muestra la sintesis y caracterizacion de zirconia dopada con 8% de itria (YSZ), ceria dopada con 20% samaria (SDC) y de su mezcla en 25 y 75 p/p respectivamente. El material en polvo fue obtenido por el metodo de combustion. Las muestras compactadas y sinterizadas a 1350 °C se caracterizaron mediante las tecnicas difraccion de rayos x (XRD), microscopia electronica de barrido (SEM) y espectroscopia de impedancia electroquimica (EIS). Se verifico una estructura cubica del tipo fluorita para ambos oxidos con tamanos de particulas nanometricos. En la mezcla se evidencia la presencia de SDC y una solucion solida intermedia. Las imagenes de SEM revelan una microestructura con porosidad y granos entre 0,5 y 1,0 mm. La muestra con mejor densificacion resulto ser SDC, mostrando la mayor conductividad ionica por debajo de 600 °C, con una energia de activacion 1,06 eV. Por encima de 600 °C, hubo una disminucion de la conductividad atribuida a una alta concentracion de dopante que favoreceria la asociacion de defectos, limitando el movimiento de las vacancias de oxigeno. Este efecto fue disminuido por la mezcla con YSZ, observandose una menor energia de activacion (0,84 eV), lo cual pudiera estar relacionado con el cambio de composicion local debida a la formacion de una solucion solida. 8% Yttria doped zirconia, 20% samaria doped ceria and a mixture YSZ-SDC (25-75%w/w) were prepared by combustion method. Powders were sintered in pellets at 1350 °C to obtain dense material. X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used for phases, microstructural and ionic conductivity measures. The samples exhibit a fluorite type structure with nanometric sized particles. XRD analysis indicate SDC and solid solution coexisting in the mixed sample. SEM micrograph shows microstructure with grain sizes in the range of 0,5 to 1,0 μm. SDC shows good densification, showing the higher ionic conductivity below 600 °C, with an activation energy of 1,06 eV. Above 600 °C, there was a decrease in the conductivity attributed to a high concentration of dopant that could promote the defect association, limiting the movement of oxygen vacancies. This effect was reduced by mixing with YSZ, showing a lower activation energy (0,84 eV), which may be related to local composition change due to the formation of a solid solution.