Este proyecto de investigación se centra en el desarrollo de materiales cerámicos avanzados para pilas de combustible de óxidos sólidos de temperatura intermedia (IT-SOFC) y para producción de hidrogeno mediante fotocatálisis solar. La producción de hidrógeno y su posterior uso como fuente de energía limpia en dispositivos altamente eficientes (p.e. pilas de combustible IT-SOFC) se ajustan a los objetivos declarados en el programa Horizon 2020 de la UE y la Estrategia Española de Ciencia y Tecnología y de Innovación. Como una de las tareas principales de este proyecto nos planteamos la preparación de un amplio rango de compuestos inorgánicos que destacan por sus propiedades de transporte (conductores mixtos basados en pirocloros A2-xAxB2O7 y La3NbO7, conductores protónicos derivados de Ln6MoO12) y fotocatalíticas (semiconductores como TiO2, SrTiO3, oxinitruros de Ga y Zn, heteroestructuras). La síntesis de estos materiales se realizara mediante diferentes métodos de precursores (liofilización, sol-gel, hidrotermal asistido por microondas) con el fin de obtener muestras cerámicas o pulverulentas homogéneas, cuya caracterización estructural y microestructural se llevara a cabo empleando un abanico de métodos tales como difracción de rayos X, SEM, TEM, XPS, BET, tamaño de grano, quimisorción. Otra tarea importante del proyecto es el estudio fisicoquímico de los materiales sintetizados cuyo objetivo consiste en identificar compuestos más prometedores para su posterior uso como componentes de pilas de combustible SOFC y fotocatalizadores. Se propone la construcción y puesta en marcha de varios sistemas de medidas espectroscópicas in-situ y de determinación de la pérdida de estequiometría que nos proporcionarán información clave sobre los procesos implicados en fotocatálisis y la termodinámica de las reacciones entre defectos a altas temperaturas.
This research project is focused on the development of advanced ceramic materials for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC) and for hydrogen production by the water-splitting process. The hydrogen production and its subsequent use as a clean energy source in highly efficient devices (i.e. IT-SOFC) match well to the declared objectives in Horizon 2020 Program of UE and the Estrategia Española de Ciencia y Tecnología y de Innovación . As one of the main tasks of this project we propose the preparation of a large number of inorganic compounds that stand out for their properties on transport (mixed conductor based on pyrochlores A2-xAxB2O7 and La3NbO7, protonic conductors derived of Ln6MoO12) and on photocatalysis (TiO2, SrTiO3, GA and Zn oxinitrides, heterostructures). The synthesis of these materials will be performed by several precursor methods (freeze-drying, sol-gel, microwave assisted hydrothermal) to obtain homogenous ceramic or powder samples, which structural and microstructural characterization will be carried out using a large number of methods as XRD, SEM, TEM, XPS, BET, grain size, Chemisorption Another main task of this project is the physical chemical study of the synthetized materials in order to identify the most promising materials for SOFC and for photocatalysis. We propose the design, construction and start up of several jigs for in-situ spectroscopic measurements and the determination of stoichiometric loss, which will provide us key information on the processes involved in photocatalysis and the thermodynamic of the reactions between defects at high temperatures.