El estudio identifica compuestos basados en perovskitas de alta entropía que aumentan la eficiencia y durabilidad de estos dispositivos clave en la transición energética.
Un equipo del grupo Química del estado sólido y de los materiales (ESYMAT) de la Universidad CEU San Pablo ha logrado un avance en el desarrollo de materiales avanzados para pilas de combustible, una tecnología clave para la producción de energía limpia.
El trabajo, liderado por los catedráticos Ulises Amador y María Teresa Azcondo, junto con los técnicos Paula Rosendo y Lautaro Biancotto, se enmarca en el proyecto de generación del conocimiento PID2022-139501OB-C21. Los investigadores han estudiado dos nuevos compuestos, denominados LCMNFC y LCMNFC-IR, basados en mezclas complejas de metales como lantano, calcio, manganeso, hierro y cobalto.
Las llamadas perovskitas de alta entropía destacan por su diversidad atómica, que otorga propiedades útiles para aplicaciones energéticas, como mejorar la eficiencia y durabilidad de los cátodos. “Esta línea de investigación permitirá optimizar los dispositivos electroquímicos en un futuro próximo”, explicó Amador.
Uno de los aspectos más relevantes del estudio es el papel de las vacantes de oxígeno en la estructura de los materiales. “La posibilidad de controlar la cantidad y disposición de estas vacantes abre nuevas puertas para el diseño de materiales funcionales”, señaló Rosendo.
El equipo utilizó técnicas avanzadas de caracterización, como la difracción de neutrones realizada en el Instituto Laue Langevin (ILL) de Grenoble, para observar la organización atómica de los compuestos. El material LCMNFC-IR mostró una estructura inusual y más ordenada, estabilizada por una simetría especial. “Este tipo de caracterización avanzada es clave para entender cómo la estructura influye directamente en el rendimiento electroquímico”, destacó Biancotto.
La presencia de manganeso en estado Mn3+ resultó determinante en la formación de capas alternadas con diferentes proporciones de metales, lo que influye en la entropía sin perder las ventajas del material. “Trabajar con materiales de alta entropía implica un desafío técnico, pero también una oportunidad para innovar en tecnologías sostenibles”, subrayó Azcondo.
El estudio ha sido publicado en la revista Inorganic Chemistry de la American Chemical Society (ACS), lo que supone un reconocimiento internacional a la investigación. “Este respaldo nos anima a seguir explorando soluciones energéticas más limpias”, concluye el equipo.