Posibles compuestos antiferroeléctricos nuevos para almacenar energía
Los compuestos ABC son un tipo nuevo de materiales cuya descripción teórica incluye propiedades antiferroeléctricas, muy útiles en aplicaciones de almacenamiento de energía. La mayoría de estos materiales no se ha fabricado nunca antes y por tanto existe un conocimiento muy limitado sobre sus propiedades y aplicaciones posibles. Científicos de la iniciativa financiada con fondos de la Unión Europea NAGCESA (Novel antiferroelectric glass-ceramics for energy storage applications) se propusieron avanzar en este sentido mediante la síntesis y la caracterización de compuestos ABC a fin de conocer mejor su comportamiento. La investigación experimental se ejecutó en su mayor parte en el sistema MgSrSi, un compuesto ABC que presenta una estructura modelo extrapolable a otros materiales similares. Se emplearon varios métodos de síntesis para crear MgSrSi y se estableció la ruta de síntesis basada en aleación mecánica óptima, la cual se podría utilizar para fabricar otros compuestos ABC. El equipo científico también investigó mediante simulaciones ab initio la estructura cristalina, las uniones químicas, las propiedades de vibración y la estructura de banda electrónica del compuesto MgSrSi. Además de MgSrSi, NAGCESA estudió otras cerámicas antiferroeléctricas potencialmente útiles, como SrSnO3, SrZrO3, CaGeO3 y MgGeO3. Se descubrió que estos materiales se comportan como dieléctricos lineales y no son adecuados para su empleo en aplicaciones de almacenamiento de energía. No obstante, sí que muestran permitividad y pérdida dieléctrica, por lo que se podrían emplear en aplicaciones de microondas. Las contribuciones principales de NAGCESA incluyen la identificación de una ruta de síntesis adecuada para los compuestos ABC y la comprensión de los efectos que tienen las condiciones de procesamiento en las fases y la microestructura de los sistemas de óxido estudiados. El proyecto también dio lugar a la creación de un nuevo departamento de investigación sobre electrocerámicas en una universidad europea.
Palabras clave
Almacenamiento de energía, compuestos ABC, NAGCESA, MgSrSi, electrocerámicas
