Descripción del proyecto
ALGUNOS OXIDOS CERAMICOS CON ALTA CONDUCTIVIDAD IONICA Y MIXTA ELECTRONICO-IONICA, ASI COMO ESTABILIDAD QUIMICA A TEMPERATURAS ELEVADAS, SON COMPONENTES FUNDAMENTALES EN TECNOLOGIAS EMERGENTES PARA LA EFICIENTE CONVERSION DE ENERGIA: POR EJEMPLO, COMO ELECTROLITO O ELECTRODO EN SOFC Y SOECS, Y EN MEMBRANAS DE SEPARACION DE O2 O H2. PUESTO QUE EL RENDIMIENTO EN ESTOS SISTEMAS ES CONTROLADO POR LOS PROCESOS DE INTERCAMBIO IONICO EN SUPERFICIE Y DIFUSION SE ESTAN DEDICANDO GRANDES ESFUERZOS AL DESARROLLO DE COMPONENTES EN FORMA DE PELICULA DELGADA. A PESAR DE LOS AVANCES EN LA FABRICACION DE PELICULAS DELGADAS, LOS DISPOSITIVOS ACTUALES NO PRESENTAN TODAVIA EL RENDIMIENTO ESPERADO. MIENTRAS QUE EL TRANSPORTE IONICO EN EL MATERIAL MASIVO ES BIEN ENTENDIDO, EL CONOCIMIENTO SOBRE LOS MECANISMOS DE INTERCAMBIO DE SUPERFICIE, SUS CORRESPONDIENTES CINETICAS Y LA RELACION ENTRE LA SUPERFICIE Y LAS CARACTERISTICAS DEL MATERIAL SIGUE SIENDO BASTANTE LIMITADO. ESTO ES DEBIDO PRINCIPALMENTE A QUE EL INTERCAMBIO DE SUPERFICIE ES UN PROCESO COMPLEJO QUE IMPLICA UNA SERIE DE REACCIONES, LO QUE HACE DIFICIL LA IDENTIFICACION DE LA ETAPA DETERMINANTE. POR OTRA PARTE, ES DIFICIL OBTENER VALORES EXPERIMENTALES FIABLES DE LOS RITMOS DE CAMBIO DE SUPERFICIE, Y A MENUDO EN LA LITERATURA SE APRECIAN GRANDES VARIACIONES. ESTO CONSTITUYE EN SI UN RETO QUE DEBE SER RESUELTO PARA ADAPTAR LAS PROPIEDADES CATALITICAS A APLICACIONES INDUSTRIALES.ESTE PROYECTO TIENE COMO OBJETIVO DESARROLLAR UN NUEVO ENFOQUE PARA EL DISEÑO DE MATERIALES CON SUPERFICIES FUNCIONALIZADAS Y PELICULAS DELGADAS NANOESTRUCTURADAS, ASI COMO LAS TECNICAS EXPERIMENTALES NECESARIAS PARA DETERMINAR SUS PROPIEDADES CATALITICAS, Y LOS PROCESOS DOMINANTES QUE SON RELEVANTES PARA EL DESARROLLO TECNOLOGICO.EN PRIMER LUGAR, LAS MUESTRAS SE FABRICARAN MEDIANTE EL RECUBRIMIENTO CON NANO-PARTICULAS O CAPAS NANOESTRUCTURADAS CATALITICAMENTE ACTIVAS. DE ESTA MANERA LOS PROCESOS SUPERFICIALES SON CATALIZADOS Y EL PROCESO GENERAL ES DOMINADO POR LA DIFUSION, DESACOPLADO DE LOS PROCESOS EN SUPERFICIE. SE UTILIZARAN TECNICAS EXPERIMENTALES TRADICIONALES, COMO LA RELAJACION CONDUCTIVIDAD ELECTRICA (ECR), TERMOGRAVIMETRIA TRANSITORIA (TTG) E INTERCAMBIO DE ISOTOPOS (IEDP-SIMS), SOBRE MUESTRAS CON Y SIN RECUBRIMIENTO, PARA DETERMINAR LOS TIPOS DE CAMBIO DE SUPERFICIE Y LOS COEFICIENTES DE DIFUSION DE FORMA FIABLE.EN SEGUNDO LUGAR, EN LAS MUESTRAS DE NANOPARTICULAS O PELICULAS DELGADAS, DONDE DOMINAN LOS PROCESOS DE SUPERFICIE SE APLICARAN LAS TECNICAS DE MEDICION DE INTERCAMBIO IONICO. LAS NANO-PARTICULAS SINTETIZADAS POR QUIMICA SUAVE O DESCARGA ELECTRICA SE CARACTERIZARAN POR TTG, Y VARIACION DE ISOTOPOS DE OXIGENO EN FASE GASEOSA (IE-ACP), ASI COMO INTERCAMBIO DE ISOTOPOS PULSADO (PIE). EXPERIMENTOS CON MEZCLAS ISOTOPICAS (H2O / D218O) PROPORCIONARAN INFORMACION SOBRE LA CINETICA DE INTERCAMBIO EN APLICACIONES REALES. PELICULAS DELGADAS DENSAS OBTENIDAS POR EVAPORACION CON LASER SE CARACTERIZARAN POR ESPECTROSCOPIA DE IMPEDANCIA Y MEDIDAS DE DIFRACCION DE RAYOS X CON RESOLUCION TEMPORAL. LOS MECANISMOS DE INTERCAMBIO DE SUPERFICIE SE PUEDEN DERIVAR DE LAS DEPENDENCIAS RESPECTO A PO2. LA SIMULACION CON MODELOS DE SPACE CHARGE LAYER SERAN COMBINADOS CON TECNICAS DE CARACTERIZACION PARA OFRECER UNA DESCRIPCION COMPLETA DE LA QUIMICA DE DEFECTOS EN LAS INTERFASES GAS / SOLIDO. EN CONJUNTO, ESTO PROPORCIONARA UNA NUEVA FORMA DE EXPLORAR LOS MECANISMOS DE INTERCAMBIO DE SUPERFICIE. NERGÍA\NANOMATERIALES\PELÍCULAS DELGADAS\SUPERFICIES NANOESTRUCTURADAS\DIFUSIÓN IÓNICA\REACTIVIDAD SUPERFICIAL\ELECTROLIZADORES\PILAS DE COMBUSTIBLE\CONVERSIÓN ELECTROQUIMICA