Estudio de pirocoloros basados en Sm2Zr2O7 dopado con Mg para su uso como conductores iónicos
Se ha escogido el trabajo por su coherencia, innovación y creatividad” según ha coincidido a destacar el jurado.
Los conductores iónicos son materiales que desempeñan un papel fundamental en diversas aplicaciones vinculadas a la energía, destacando su relevancia en las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC), las cuales tienen la capacidad de generar corriente continua y representan una fuente de energía sostenible. Entre los posibles materiales, se encuentran aquellos con estructura de pirocloro. En este contexto, se han desarrollado composiciones de óxidos mixtos de samario y circonio dopados con magnesio, con el propósito de investigar su potencial como eficientes conductores iónicos.
Metodología
Las diferentes composiciones fueron preparadas mediante el método hidrotermal. Además, se utilizaron dos métodos de sinterización, el método convencional y el proceso de sinterización por plasma de chispa (SPS), para evaluar cómo la densidad de los materiales afecta la respuesta eléctrica. Se emplearon diversas técnicas para evaluar las propiedades estructurales, microestructurales y eléctricas de los materiales preparados.
Los resultados indicaron que las propiedades eléctricas varían en función de la posición en la que se encuentra el dopante en la estructura cristalina del material, siendo la muestra Sm1,9Mg0,1Zr2O6,95 la que exhibió la mayor conductividad bajo una atmósfera de N2 seco. La transición a una atmósfera de O2 seco no afectó las medidas eléctricas en ninguna de las muestras, evidenciando que la conductividad presente en las mismas es debida a una conducción de iones óxido.
Al aplicar una atmósfera húmeda, la conductividad de todas las composiciones aumentó, especialmente a baja temperatura, lo que indica que los materiales poseen también propiedades como conductores protónicos.
Los diferentes métodos de sinterización revelaron una mayor conductividad en las muestras sinterizadas por SPS en comparación con las sinterizadas por el método convencional, posiblemente asociada a una mayor sinterización del material.
Conclusiones
En conclusión, las muestras estudiadas presentan potencial aplicación como componentes para celdas de combustible de temperatura intermedia, ya sea como conductores de ion óxido o como conductores protónicos. Estos hallazgos sugieren perspectivas prometedoras para el desarrollo de materiales avanzados en el campo de la energía sostenible.
