Síntesis y caracterización de nuevos óxidos funcionales avanzados basados en cobalto

Resumen

Este trabajo consiste en la preparación, caracterización microestructural y estudio de las propiedades magnéticas y electroquímicas de óxidos derivados de la serie de RP An+1BnO3n+1 (A=Sr, Nd y Eu y B= Co, Mn y Fe). Se han estudiado los efectos de la sustitución parcial del Sr por Nd y Eu en las posiciones A de la serie An+1BnO3n+1 principalmente se han estudiado los términos uno, dos e infinito. También se han evaluado los efectos de la sustitución del Co por otros elementos de transición en la estructura cristalina como el Mn y Fe y su influencia en las propiedades electroquímicas de materiales derivados de Srn+1ConO3n+1. También se han estudiado los efectos de la sustitución de elementos de Tierra rara por el Sr en la estructura cristalina y propiedades magnéticas derivados de NdCoO3 y SrCoO2.5. En particular, se han estudiado nuevos óxidos preparados en los sistemas Sr2-xNdxCoO4, Sr2-xNdxCo0.75Fe0.25O4, Sr2-xNdxCo0.75Mn0.25O4, Eu2SrCo1.5M0.5O7 (M=Mn y Fe) y Sr1-xNdxCoO3. Con objeto de ampliar el margen de sustitución del Co por el Fe y Mn, se han estudiado óxidos en el sistema (Eu,Sr)3(Co,Mn/Fe)2O7 Estos compuestos presentan buenos valores de ASR. Los materiales se han preparado por varios métodos, principalmente el método cerámico y el método sol-gel. La caracterización estructural se ha llevado a cabo mediante la combinación de diferentes técnicas: difracción de rayos X de polvo (XRDP), difracción de electrones (SAED), microscopia electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) y microscopía electrónica HAADF-STEM y ABF-STEM (High Angle Annular Dark Field, Scanning Transmission Electron Microscopy y Bright Field- ScanningTransmission Electron Microscopy). Los óxidos se han caracterizado mediante EDS para determinar la composición catiónica. La determinación del contenido en oxígeno de los materiales se realizó empleando las técnicas de valoración redox y el análisis termogravimétrico, en este último se ha utilizado también para estudiar la estabilidad térmica de los materiales preparados. Las propiedades magnéticas se han realizado a partir de la medida de la magnetización-dc y ac en función de la temperatura bajo un campo magnético aplicado. Se han realizado medidas de magnetización en función del campo magnético aplicado manteniendo la temperatura constante. El comportamiento electroquímico de los materiales como cátodos de células simétricas utilizando ceria dopada con gadolinio como electrolito, el estudio se ha realizado mediante espectroscopia de impedancia compleja.