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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Desenvolvimento de materiais catódicos para células a combustível de óxido sólido (SOFC)
metadata.dc.creator: Sá, Anderson Moreira
metadata.dc.contributor.advisor1: Aquino, Flávia de Medeiros
metadata.dc.contributor.advisor2: Macedo, Daniel Araújo de
metadata.dc.description.resumo: As células a combustível (CaC) são dispositivos eletroquímicos que transformam a energia química de determinados combustíveis em energia elétrica, por meio de reações de oxirredução. Possuem uma estrutura básica que consiste em uma camada de eletrólito intercalando dois eletrodos: cátodo (eletrodo positivo) e anodo (eletrodo negativo). Neste trabalho, foram desenvolvidos materiais catódicos para células a combustíveis de óxidos sólidos (SOFC), tais como, a cobaltita de lantânio dopada com estrôncio e ferro (La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3-δ – LSCF6428) foi sintetizado pelo método dos precursores poliméricos modificado, também conhecido como Pechini modificado e comparado o desempenho com o de eletrodos compósitos La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3-δ/Ce0,9Gd0,1O2-δ (LSCF6428/CGO) e La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3-δ/ Ce0,9Gd0,1O2-δ/PrOx (LSCF6428/CGO/PrOx). O método de síntese consiste na utilização da gelatina comercial como agente polimerizante para íons metálicos. O pó obtido a 350 °C/ 2h foi calcinado a 800 e 1000 °C/ 4h e caracterizados por analise termogravimétrica (TG), distribuição de tamanho de partícula, difração de raio X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os filmes de (LSCF6428), (LSCF6428/CGO) e (LSCF6428/CGO/PrOx), foram obtidos por serigrafia de pós calcinados a 1000 °C. Os filmes foram depositados sobre substratos de céria dopada com gadolínia Ce0,9Gd0,1O2-δ (CGO), sinterizados a 1150 °C e caracterizados por espectroscopia de impedância (em oxigênio puro) entre 600 e 800 °C. Os resultados obtidos indicaram que o método utilizado foi eficiente na formação de pós porosos e com a estrutura cristalina perovskita. O tamanho de cristalito para o compósito de LSCF6428/CGO foi de 336 (nm) para o LSCF6428 e 98 (nm) para o CGO, sendo, também o esperado para um pó calcinado a 1000 °C. O valor da resistência específica de área (REA) para o eletrodo de LSCF6428 puro a 750 °C foi de 0,25 ohms.cm2 bastante plausível, principalmente por não ter sido feito uso de platina, para o LSCF/CGO/PrOx foi obtido uma REA de 0,02 ohms.cm2 a 750 °C.
Abstract: Fuel cells (FC) are electrochemical devices that convert chemical energy from certain fuels into electrical energy, through oxidation-reduction reactions. They have a basic structure consisting of an electrolyte layer intercalating two electrodes: the cathode (positive electrode) and anode (negative electrode). In this work, cathode materials for solid oxide fuel cells (SOFC) were developed, such as lanthanum cobaltite doped with strontium and iron (La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3-8-LSCF6428) was synthesized by the modified polymeric precursors method, also known as modified Pechini method and compared the performance with the composite electrodes La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3-8/Ce0,9 Gd0,1O2-8 (LSCF6428/ CGO) and La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3-8/Ce0,9Gd0,1O2-8/Prox (LSCF6428/CGO/PROX). The method of synthesis consists in the use of commercial gelatin as polymerizing agent for metal ions. The powder obtained at 350 ° C / 2h was calcined at 800 and 1000 ° C / 4h and characterized by thermal gravimetric analysis (TG), particle size distribution, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The films of (LSCF6428), (LSCF6428 / CGO) and (LSCF6428 / CGO / PROX) were obtained by serigraph of calcined powders at 1000 ° C. The films were deposited on ceria substrates doped with gadolinia Ce0,9Gd0,1O2-8(CGO), sintered at 1150°C and characterized by impedance spectroscopy (in pure oxygen) between 600 and 800°C. The obtained results indicated that the method used was efficient in the formation of porous powders and with the perovskite crystalline structure. The crystallite size for the composite of LSCF6428 / CGO was of 336 (nm) for the LSCF6428 and 98 (nm) for the CGO, being also the expected for a powder calcined at 1000 ° C. The value of the area specific resistance (ASR) for the electrode of pure LSCF6428 at 750 ° C was of 0.25 ohms.cm2 quite plausible, especially because it was not made use of platinum, for the LSCF/CGO/ Prox was obtained an ASR of 0.02 ohms.cm2 at 750 ° C.
Keywords: SOFC; cátodos; gelatina; impedância.
SOFC; cathodes; gelatin; impedance.
metadata.dc.subject.cnpq: ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharias Renováveis
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
Citation: SÁ, Anderson Moreira. Desenvolvimento de materiais catódicos para células a combustível de óxido sólido (SOFC). 2016. 80 f. Dissertação (Mestrado em Energias Renováveis) - Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa, 2016.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/8497
Issue Date: 29-Apr-2016
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