Síntese e caracterização de LaFe1-xNixO3-δpara utilização como cátodo em células a combustível

• Main Author: Ramos, Kethlinn
• Other Authors: Chinelatto, Adilson Luiz
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA 2017
• Subjects: CaCOS; cátodo; método Pechini; SOFC; cathode; Pechini method; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Online Access: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/1450

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kethlinn Ramos.pdf: 3306187 bytes, checksum: 9ad9682e26dbce661bb2882e6aee6988 (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === The fuel cell are an alternative of production clean and efficient energy, because converts chemical energy in electrical energy. A fuel cell is formed basically by an electrolyte, a cathode and an anode. The fuel fed the anode and the oxidant fed the cathode. The fuel cells are classified according to the electrolyte used. The solid oxide fuel cell (SOFC) has all the components in solid state and work in high temperatures. The main electrolyte used for SOFC manufacturing is the ZrO2-Y2O3 owing your high ionic conductivity. The materials for electrode manufacturing must possess thermal expansion characteristics close to electrolyte and have high electrical conductivity in operating temperature, besides chemical and mechanical stability during operate and manufacture. High accomplishment cathodes have been studied, highlighting those with mixed conductivity, most ceramics with perovskite structure and lanthanide ions in your composition. Among these oxides, the perovskite LaFe1-xNixO3-δ has attracted interest for application as cathode in SOFC’s, to operate at intermediate temperatures. Chemical methods of production of ceramic powders are very efficient for obtaining powders with high reactivity and chemical homogeneity. Among the methods of chemical synthesis used to obtain powders, the Pechini method has pointed as a promising alternative process for obtaining nanometric powders. This work aimed to obtain LaFe1-xNixO3-δ powders by Pechini method, studying their behavior when changed processing conditions. The samples were synthetized, calcined and sintered. The characterizations accomplished were thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, infrared spectroscopy, x-ray diffraction, scanning energy microscopy, spectroscopy dispersive energy, helium picnometry, surface area measured by BET method, density, porosity and water absorption by Arquimedes method, impedance spectropy and mercury porosimetry.Based on the characterizations performed, the LaFe1-xNixO3-δ obtained by the method based on the Pechini method proved viable for a possible application as cathode fuel cell solid oxide. === As células a combustível são uma alternativa à produção de energia elétrica limpa e eficiente, pois convertem energia química em energia elétrica. Uma célula a combustível é composta basicamente por um eletrólito, um cátodo e um ânodo. O combustível alimenta o ânodo e o oxidante alimenta o cátodo. As células a combustível são classificadas de acordo com o eletrólito utilizado. A célula a combustível de óxido sólido (CaCOS) tem todos seus componentes no estado sólido e opera em altas temperaturas. O principal eletrólito utilizado para a fabricação de uma CaCOS é o ZrO2-Y2O3 devido a alta condutividade iônica. Os materiais para a fabricação dos eletrodos devem possuir características de dilatação térmica próximas a do eletrólito e possuírem alta condutividade elétrica na temperatura de operação, além de estabilidade química e mecânica durante a operação e fabricação. Cátodos de alto desempenho vêm sendo estudados, chamando a atenção aqueles com condutividade mista, em sua maioria cerâmicos com estrutura perovisquita e com íons lantanídeo em sua composição. Entre esses óxidos, a perovisquita LaFe1-xNixO3-d tem atraído o interesse para a aplicação como cátodo nas CaCOSs, para operar em temperaturas intermediárias. Os métodos químicos de obtenção de pós cerâmicos são muito eficientes para a obtenção de pós com alta reatividade e homogeneidade química. Dentre os métodos de síntese química utilizados para a obtenção de pós, o método Pechini tem se destacado como um processo alternativo e promissor para a obtenção de pós nanométricos. Este trabalho teve como objetivo obter pós de LaFe1-xNixO3-d por meio do método Pechini, estudando seu comportamento quando alteradas condições de processamento. As amostras foram sintetizadas, calcinadas e sinterizadas. As caracterizações realizadas foram análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, espectrometria no infravermelho, difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva, picnometria a hélio, medida de área superficial pelo método BET, medidas de densidade, porosidade e absorção de água pelo método de Arquimedes, espectroscopia de impedância e porosimetria de mercúrio. Com base nas caracterizações realizadas o LaFe1-xNixO3-d obtido pelo método baseado no método Pechini, mostrou-se viável para uma possível aplicação como cátodo de células a combustível de óxido sólido.