Se dedica al estudio de las propiedades termodinámicas, físicas y cristaloquímicas de óxidos complejos de relevancia académica y tecnológica incluyendo varios Proyectos de I+D+i de materiales para energías.Las instalaciones de caracterización de materiales están abiertas a la comunidad a través del Sistema Nacional de Microscopía y el Sistema Nacional de Rayos X.

En esta página

• Actividades que se realizan
• Equipamiento
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Actividades que se realizan

Materiales para energía

Síntesis y caracterización de nuevos materiales cerámicos para celdas de combustible (Solid Oxide Fuel Cells - SOFC) y electrolizadores (Solid Oxide Eectrolyzer Cells - SOEC) de óxido sólido.

• Búsqueda de nuevos materiales
• Estudio de propiedades fundamentales de los materiales en alta temperatura, evaluación de su comportamiento en condiciones similares a las de operación y realización de análisis integrados de esta información para avanzar en la comprensión de mecanismos que permitan mejorar las prestaciones de estos dispositivos y disminuir fenómenos de degradación alargando su vida útil.
• Síntesis de nuevos materiales nanoestructurados.
• Correlación de propiedades microestructurales y electroquímicas para obtener información básica de los materiales.
• FIB-TEM para el estudio de la interfaz electrodo/electrolito e identificar mecanismos de degradación.

Materiales superconductores

• Investigación y desarrollo de cables y cintas basados en MgB2 para la fabricación de imanes superconductores. (para aplicaciones como imanes para resonacia magnética).
• Estudio de los efectos del agregado de nanotubos de carbono, nanopartículas de SiC y de la realización de diferentes tratamientos termomecánicos para mejorar las propiedades de los cables. Se busca producir campos magnéticos controlados para su aplicación en electroimanes.

Materiales compuestos

• Estudio de comportamiento en condiciones extremas de presión y temperatura.

Aleaciones de circonio

• Caracterización de aleaciones de circonio de interés nuclear y su dependencia con la temperatura y la microestructura de las mismas.
• Estudio de las fases generadas durante la corrosión.

Equipamiento

Difractometría de Rayos X

• Difractómetro de Rayos X Panalytical Empyrean.

  • Equipado con el módulo PreFix, que permite intercambiar fácilmente diferentes configuraciones pre-alineadas ampliando las capacidades de análisis.
  • Cuenta con un detector PIXcel 3D1, que permite realizar estudios en muestras de polvos, películas delgadas, nanomateriales y objetos solidos gracias a su capacidad de trabajar en modo puntual, lineal y de área.

• Difractómetro Philips 1800 y 1700.

  • Equipo convencional dotado de una cámara de bajas temperaturas y otra de altas temperaturas.

Microscopía electrónica de barrido

• SEM-FEG FEI Nova Nano Sem 230

  • Cuenta con un cañón de electrones de emisión de campo (FEG) que permite trabajar en modo de alta resolución especial para el estudio de nano-materiales y está equipado con una amplia variedad de detectores
  • Detector SE “in-lens” o "through-the-lens" (TLD-SE). Resolución de hasta 1 nm a 15 kV y 1.6 nm a 1kV.
  • Detector de rayos-X para realizar espectroscopia dispersiva en energía (EDS).
  • Detector de difracción de electrones retrodispersados (Electron backscatter diffraction EBSD)
  • Detector de electrones difractados transmitidos (Scattering transmited electron microscopy, STEM).

• Set-Up de Mediciones Electroquímicas
  Permiten realizar mediciones de espectroscopia de impedancia en función de la temperatura y la atmosfera.
  Dos potenciostatos / galvanostatos Autolab modelos PGSTAT30 y PGSTAT302 cada uno acoplado a un módulo de impedancia FRA2 con un rango de frecuencia entre 1MHz y 10 µHz.
  Hornos tubulares que permiten alcanzar temperaturas de hasta 800 ºC. Uno de los hornos se encuentra equipado con contactos de Oro y el otro con contactos de Platino.

• Set-Up de Celda de Potencia (en desarrollo)

  • Permite el testeo de celdas de combustible y de electrólisis completas en condiciones típicas de operación mediante la adquisición de curvas corriente-potencial (I-V) y corriente-potencia (I-P) en función del tiempo (estudios de degradación), la temperatura, la humedad del combustible (pH2O), el tipo de combustible (H2, CH4, etc), la corriente aplicada (en modo electrólisis), y presión parcial de oxígeno.
  • Celda de testeo de tres cámaras. La celda de testeo se encuentra montada dentro de un horno tubular tipo libro que puede alcanzar temperaturas de hasta 900 ºC.
  • Para las mediciones de las curvas I-V e I-P se cuenta con dos potenciostatos / galvanostatos Autolab modelos PGSTAT30 y PGSTAT302 con una corriente máxima de 2 A.

• Set-Up de Permeabilidad de Oxígeno

  • Permite medir la permeabilidad de oxígeno en membranas cerámicas densas a alta temperatura por medio de cromatografía en fase gaseosa.
  • Cuenta con un cromatógrafo de gases SRI 8610C y un horno tubular que permite realizar mediciones a temperaturas de hasta 1100 ºC, dependiendo del tipo de sellado utilizado.

• Set-Up de Resistividad a Cuatro Puntas

  • Permite realizar mediciones de resistividad eléctrica mediante la técnica de 4 puntas a alta temperatura y atmósfera controlada (O2, aire, control de pO2, H2, etc).
  • Cuenta con un horno tubular adaptado para medidas de resistividad a temperaturas entre 20 y 1000 ºC.

• Set-Up de Propiedades Eléctricas In Situ e In-operando

  • Permite colectar datos de difracción de Rayos X y, simultáneamente, realizar mediciones de conductividad eléctrica por el método de Van der Paw o mediciones de espectroscopia de impedancia a alta temperatura bajo atmósfera de oxígeno controlada.
  • Cuenta con un portamuestra adaptado para una cámara de alta temperatura Anton Paar HTK 1200 (de hasta 1200 ºC) acoplada a un equipo de difracción de Rayos X Panalytical Empyrean con un detector Pixcel 3D.
  • El portamuestra puede acoplarse a líneas de sincrotrón para mediciones de difracción de Rayos X o de espectroscopia de absorción de Rayos X en forma simultánea con mediciones de conductividad eléctrica por el método de cuatro puntas o mediciones de espectroscopia de impedancia.