Estudio del efecto de la sustitución parcial de manganeso por aluminio en las propiedades de transporte de la perovskita SrMn1-XAlXO3 (0 ≤ X ≤ 0,2) para futuras aplicaciones del sector automotriz destinadas a la recuperación de energía térmica residual

Abstract

A nivel global se ejecutan una gran variedad de proyectos en diferentes líneas de investigación con el propósito de satisfacer la creciente demanda de energía a nivel mundial, algunos de estos proyectos están enfocados a la búsqueda de nuevas fuentes de energía y otros al aprovechamiento y uso eficiente de los recursos energéticos disponibles en el planeta bajo los criterios de desarrollo sostenible actuales [1]. Una de estas líneas de investigación esta direccionada a la creación de nuevos materiales con propiedades termoeléctricas que faciliten la conversión o el aprovechamiento de la energía térmica residual de procesos industriales o de máquinas de combustión para su conversión en energía eléctrica o viceversa. En la actualidad existe una familia de materiales que llama la atención de los investigadores, estos son los óxidos cerámicos como posibles materiales termoeléctricos, debido a las variaciones catiónicas o flexibilidad que presenta su estructura llamada perovskita (ABO3) en honor del mineralogista Lew A. Perowski quien la descubrió. Esta flexibilidad en su estructura le otorga la posibilidad de obtener variaciones en sus propiedades eléctricas, morfológicas, coeficiente Seebeck y térmicas en función de la temperatura, proceso de síntesis y de los elementos utilizados en los sitios de (A) y (B) [2]. En esta investigación se planteó la fabricación de un nuevo material tipo perovskita, específicamente la Manganita de Estroncio, tanto pura (SrMnO3) como con la sustitución parcial mediante la incorporación de iones de Aluminio (SrMn1-xAlxO3), esto en búsqueda de las propiedades termoeléctricas; las cuales son distintivas de ciertos materiales semiconductores, lo cual los convierte en una tecnología tentadoramente prometedora para la producción de energía eléctrica a partir del calor residual de procesos, disminuyendo el impacto ambiental generado y otorgándole la posibilidad de ser utilizada en otras aplicaciones [2]. El dopaje con el elemento aluminio en el sistema SrMn1-xAlxO3 tiene como efectos la modificación de las propiedades eléctricas, donde es posible encontrar un aumento o disminución de la conductividad eléctrica en función de la cantidad de aluminio. Como una posible aplicación de este sistema podría ser el aprovechamiento de la energía térmica residual liberada por los motores de combustión interna en los gases de escape de los vehículos automotores, la cual puede ser aprovechada para su conversión en energía eléctrica, reduciendo así la necesidad de alternadores.