Synthesis and characterization of La0.8Sr0.2Ni(1âx)CrxO3 (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) system by the combustion method
This research focuses on the synthesis and characterization of six ceramic perovskite oxides based on La0.8Sr0.2Ni(1âx)CrxO3 system, with different levels of chromium modification (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0), for use as anode material in solid oxide fuel cells (SOFC). The oxides were obt...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Elsevier
2017-11-01
|
| Series: | Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio |
| Online Access: | http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317517300614 |
| _version_ | 1817998284286853120 |
|---|---|
| author | Jairo Alberto Gómez-Cuaspud Enrique Vera-López |
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| author_sort | Jairo Alberto Gómez-Cuaspud |
| collection | DOAJ |
| description | This research focuses on the synthesis and characterization of six ceramic perovskite oxides based on La0.8Sr0.2Ni(1âx)CrxO3 system, with different levels of chromium modification (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0), for use as anode material in solid oxide fuel cells (SOFC). The oxides were obtained in two reaction stages, starting from corresponding nitrate salts and citric acid until formation of a solid metal complex consistent with citrate species. The solid metalî¸organic foams were calcined at 1000 °C for 120 min under oxygen flow conditions and were characterized by infrared and ultraviolet spectroscopy (FTIR-UV), validating the proposed methodology in terms of purity and chemical composition. The characterization by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy (EDX) confirms the obtention of a homogeneous perovskite structure in all analyzed phases. The evaluation of crystallite size by means of the DebyeâScherrer equation establishes a nanometric prevalence around 3.2â4.4 nm along main diffraction signals. The electrical characterization of materials by solid-state impedance spectroscopy allowed identifying a particular behavior depending on the microstructure of solids for potential applications in SOFC devices. Resumen: Esta investigación se centra en la sÃntesis y caracterización de seis óxidos de perovskita cerámicos basados en el sistema La0.8Sr0.2Ni(1-x)CrxO3, con diferentes niveles de modificación de cromo (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0), para uso como material de ánodo en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). Los óxidos se obtuvieron en dos etapas de reacción, partiendo de las correspondientes sales de nitrato y ácido cÃtrico hasta la formación de un complejo metálico sólido consistente con especies de citrato. Las espumas sólidas metal-orgánicas se calcinaron a 1000° C durante 120 minutos bajo condiciones de flujo de oxÃgeno y se caracterizaron por espectroscopia infrarroja y ultravioleta (FTIR-UV), validando la metodologÃa propuesta en términos de pureza y composición quÃmica. La caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), microscopÃa electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de dispersión de energÃa de rayos X (EDX), confirman la obtención de una estructura perovskita homogénea en todas las fases analizadas. La evaluación del tamaño del cristalito por medio de la ecuación de Debye-Scherrer establece una prevalencia nanométrica alrededor de 3,2 â 4,4 nm a lo largo de las principales señales de difracción. La caracterización eléctrica por espectroscopÃa de impedancia de estado sólido, permitió identificar un comportamiento particular dependiente de la microestructura de los sólidos para potenciales aplicaciones en dispositivos SOFC. Keywords: Impedance, Perosvkite, SOFC, Palabras clave: Impedancias, Perosvkita, SOFC |
| first_indexed | 2024-04-14T02:50:47Z |
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| issn | 0366-3175 |
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| publishDate | 2017-11-01 |
| publisher | Elsevier |
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| series | Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio |
| spelling | doaj.art-ec4c7660818546c99e4bbc051dcc14f42022-12-22T02:16:18ZengElsevierBoletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio0366-31752017-11-01566273282Synthesis and characterization of La0.8Sr0.2Ni(1âx)CrxO3 (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) system by the combustion methodJairo Alberto Gómez-Cuaspud0Enrique Vera-López1Corresponding author.; Instituto para la Investigación e Innovación en Ciencia y TecnologÃa de Materiales (INCITEMA), Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales (GIEM), Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Av. Central del Norte 39-115, Tunja, ColombiaInstituto para la Investigación e Innovación en Ciencia y TecnologÃa de Materiales (INCITEMA), Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales (GIEM), Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Av. Central del Norte 39-115, Tunja, ColombiaThis research focuses on the synthesis and characterization of six ceramic perovskite oxides based on La0.8Sr0.2Ni(1âx)CrxO3 system, with different levels of chromium modification (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0), for use as anode material in solid oxide fuel cells (SOFC). The oxides were obtained in two reaction stages, starting from corresponding nitrate salts and citric acid until formation of a solid metal complex consistent with citrate species. The solid metalî¸organic foams were calcined at 1000 °C for 120 min under oxygen flow conditions and were characterized by infrared and ultraviolet spectroscopy (FTIR-UV), validating the proposed methodology in terms of purity and chemical composition. The characterization by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy (EDX) confirms the obtention of a homogeneous perovskite structure in all analyzed phases. The evaluation of crystallite size by means of the DebyeâScherrer equation establishes a nanometric prevalence around 3.2â4.4 nm along main diffraction signals. The electrical characterization of materials by solid-state impedance spectroscopy allowed identifying a particular behavior depending on the microstructure of solids for potential applications in SOFC devices. Resumen: Esta investigación se centra en la sÃntesis y caracterización de seis óxidos de perovskita cerámicos basados en el sistema La0.8Sr0.2Ni(1-x)CrxO3, con diferentes niveles de modificación de cromo (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0), para uso como material de ánodo en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). Los óxidos se obtuvieron en dos etapas de reacción, partiendo de las correspondientes sales de nitrato y ácido cÃtrico hasta la formación de un complejo metálico sólido consistente con especies de citrato. Las espumas sólidas metal-orgánicas se calcinaron a 1000° C durante 120 minutos bajo condiciones de flujo de oxÃgeno y se caracterizaron por espectroscopia infrarroja y ultravioleta (FTIR-UV), validando la metodologÃa propuesta en términos de pureza y composición quÃmica. La caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), microscopÃa electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de dispersión de energÃa de rayos X (EDX), confirman la obtención de una estructura perovskita homogénea en todas las fases analizadas. La evaluación del tamaño del cristalito por medio de la ecuación de Debye-Scherrer establece una prevalencia nanométrica alrededor de 3,2 â 4,4 nm a lo largo de las principales señales de difracción. La caracterización eléctrica por espectroscopÃa de impedancia de estado sólido, permitió identificar un comportamiento particular dependiente de la microestructura de los sólidos para potenciales aplicaciones en dispositivos SOFC. Keywords: Impedance, Perosvkite, SOFC, Palabras clave: Impedancias, Perosvkita, SOFChttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317517300614 |
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