|
Autor/a
Soriano Hernández, Iván Gaspar
|
Abstract
Actualment, diversos sectors industrials necessiten una monitorització a temps real d’hidrogen o els seus isòtops, tal com succeeix en els processos a altes temperatures de la industria metal·lúrgica o en la futura tecnologia de fusió nuclear. Com a resposta a la manca de dispositius comercials capaços de realitzar mesures in-situ donades les condicions adverses d’operació, han sorgit prototips de sensors d’hidrogen basats en electròlits d’estat sòlid. Aquests materials disposen de certes estructures cristal·lines que presenten conductivitat iònica, com és el cas de la ceràmica de perovskita Sr(Ce0,9Zr0,1)0,95Yb0,05O3-δ, seleccionada per al desenvolupament de la present Tesi de Fi de Màster per les seves prometedores propietats afins a la conductivitat del protó.
Amb això, s’inicia un estudi sobre la influència de la mida de partícula inicial d’aquesta ceràmica en la fabricació i propietats d’un sensor d’hidrogen a partir de la mateixa.
Amb la finalitat d’arribar a la nanoescala durant la síntesi de partícules ceràmiques, es va simular amb el Software SolidWorks un reactor tubular calefactat mitjançant resistència elèctrica. El disseny final obtingut de les simulacions va resultar se inconvenient per factors tècnics relacionats amb la seva construcció i operació, fet pel qual el sistema va ser descartat. Com a alternativa es va desenvolupar un sistema de Flame Spray Pyrolisis. Tots els components d’aquest muntatge van ser adquirits i es van provar els sistemes de control de gasos, combustió i drenatge. Es requereix de futurs treballs per a finalitzar per complet el sistema d’extracció i filtrat de partícules, així com d’experimentació amb el procés de síntesi per flama. Es va sintetitzar la ceràmica Sr(Ce0,9Zr0,1)0,95Yb0,05O3-δ mitjançant via humida de síntesis de citrat. La pols producte va ser caracteritzada per DRX, microscòpia SEM i difracció làser, concloent que la pols ceràmica estava formada per partícules de diverses mides, 1,46μm (en un 27%), 12,39μm (41%) i 200,01μm (32%). Posteriorment, es va conformar una peça ceràmica en forma de pastilla i es va sinteritzar. Després de la seva caracterització, es va utilitzar per construir un sensor de H2 amb el que es van dur a terme mesures amperomètriques a 500ºC i 600ºC, aplicant 2V i 4V. Es va comprovar la influencia d’aquests paràmetres en la resposta del sensor i es van obtenir valors de sensibilitat.
Posteriorment, es va sintetitzar la mateixa ceràmica mitjançant la via humida de glicina. Un cop caracteritzada la pols obtinguda amb resultats positius, es va poder comprovar que aquesta tècnica permet obtenir una mida de partícula majoritària de 18,10μm (67% del total). Per últim, es va conformar, sinteritzar i caracteritzar una peça ceràmica a partir d’aquesta.
|
|
