Licenciatura en Ciencias Químicas

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https://hdl.handle.net/20.500.14492/158

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Browsing Licenciatura en Ciencias Químicas by Subject "549"

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    Preparación de electrólito sólido de cerio estabilizado con gadolinio y aditivo bismuto por métodos no convencionales, para su aplicación en celdas de combustible
    (2014-01-01) Artiga Hernández, Martha Alicia; Díaz, José Alfredo
    Este trabajo consiste en preparar óxidos mixtos con estructura tipo fluorita, aplicables como electrólitos en celdas de combustible de óxido sólido, principalmente el óxido de circonio (ZrO2) estabilizado con cationes trivalentes, el más estudiado a la fecha, la desventaja de este material es que sus temperaturas de trabajo son altas, ~1000°C, esto obliga a investigar otros materiales como es el caso del óxido de cerio (CeO2) estabilizado con Gd3+, el cual permite trabajar a temperaturas intermedias (~500°C), favoreciendo la formación de vacantes en la red cristalina y el paso de iones óxido O2- funcionando como electrólito. Estos materiales se prepararon mediante dos métodos de síntesis: coprecipitación y soluciones complejas poliméricas (PCS). El óxido mixto obtenido tiene la siguiente estequiometria Ce0.9Gd0.1O1.95 (GDC); a la vez, adicionándole bismuto para mejora de su comportamiento en la sinterización y sus propiedades eléctricas; se discutirá la caracterización de sus propiedades para ser aplicado como electrólito sólido.
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    Preparación y caracterización de manganitas de neodimio con estructura perovskita dopada con cobre y níquel para su uso como cátodo en celdas de combustibles
    (2013-12-01) Galicia Shul, Nathalie Carmelina; Díaz, José Alfredo
    El trabajo ha consistido principalmente en preparar un material con propiedades adecuadas, para su uso como cátodos en celdas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia, así como también el estudio de la temperatura optima de sinterización, pues este material trabajara en conjunto con otros materiales de la celda (electrólito/ánodo), esto se ha logrado en primer lugar a través del estudio minucioso de la composición de los materiales que formarán la celda, así como de un control exhaustivo posterior de cada una de las etapas de procesamiento implicadas, por esta razón, se han planteado dos vías alternativas de preparación de polvos cerámicos NdMn0.5Me0.5O3; en la primera se parte de una solución acuosa que contiene los cationes correspondientes y que son co-precipitados y la segunda en la cual se obtiene solución de complejos polimerizados PCS, que permite obtener polvo nanométrico con una elevada homogeneidad de los distintos cationes. Se ha estudiado el catión metálico (Me) más idóneo, para que tenga conductividad eléctrica adecuada, que posea, alta porosidad, y compatibilidad termoquímica y termomecánica con el electrolito GDC. Como uno de los objetivos principales de esta investigación es obtener un material cerámico basado en manganita con estructura de Perovskita que tanga propiedades adecuadas para su uso como cátodo, por tanto para evitar problemas de incompatibilidades químicas y térmicas, como ocurre en las manganitas de lantano dopadas con cationes alcalinotérreos, se ha optado por estudiar manganitas dopadas en posiciones A con un catión de menor radio iónico como es el neodimio. Los cationes sustituyentes en posiciones B serían metales de transición como el níquel o el cobre, NdMe0.5Mn0.5O3 donde Me = Ni, Cu. La selección de sistemas Perovskita como cátodos es debida a las excelentes propiedades eléctricas que éstas presentan y si mismo evitar problemas de compatibilidad con los otros materiales que componen la celda. El material ha sido caracterizado en cada etapa del proceso de preparación, se ha estudiado su comportamiento en la calcinación, sinterización, la obtención de la mejor fase cristalina y su microestructura, además de su conductividad eléctrica. La selección final de dicha temperatura viene determinada principalmente por la temperatura a la cual el cátodo presenta una microestructura menos densa en comparación del electrólito, además de la caracterización de su propiedad mecánicas de la fractura con ella se establece el esfuerzo máximo que puede soportar el material, si contiene defectos de cierto tamaño y geometría.