| dc.creator | Vieira, Bruno Müller | |
| dc.date.accessioned | 2023-01-26T17:23:42Z | |
| dc.date.available | 2023-01-26 | |
| dc.date.available | 2023-01-26T17:23:42Z | |
| dc.date.issued | 2017-04-28 | |
| dc.identifier.citation | VIEIRA, Bruno Müller. Síntese química de zirconato de cálcio para células a combustível de óxido sólido (SOFC). 2017. 84 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2017. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9029 | |
| dc.description.abstract | The fuel cells allow electrical energy production from an environmentally clean electrochemical reaction. Among several tipes the solid oxide fuel cell (SOFC) operates at high temperatures, allowing the conversion of a hydrogen-based fuel into electricity, in which water is generated as a by-product. The main element from the SOFC is a unitary cell formed by the union of three components being them the anode, the cathode and the electrolyte. In this thesis, composite ceramic materials CaZrO 3 -La 0;6 Sr0;4MnO3 , CaZrO3-NiO and CaZrO 3 were synthesized by combustion, for application as cathode, anode and electrolyte, respectively. The ceramic material CaZrO 3 is a ionic and protonic conductor and high temperature resistant. The combustion synthesis method was chosen due to its capability to generate materials with different porosities and densities obtained by the very characteristics of the combustion reaction. In order to obtain a suitable pellet, it is necessary to sinter layers with appropriate mechanical, thermal and textural characteristics and with adjustment of the thermal expansion coefficients, requiring an excellent joint between them. The composite ceramic materials formed were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Dilatometry, Thermogravimetry, X-Ray Diffraction (XRD) and Impedance Spectroscopy (EIS). Its characterization had the objective of obtaining the main components for the formation of a SOFC cell through the combustion method. The results demonstrated that the materials synthesized by the combustion method have the potential to be used in a SOFC cell. The CaZrO3 was used in the three monocelle components for better compatibility in terms of thermal expansion between the joints. At 800°C it was confirmed that CaZrO 3 was formed on the electrolyte, anode and cathode. The mass loss and the retraction were close, and the cathode and the anode presented a considerable porosity, as analyzed by SEM. In the EIS the analyzes showed a low activation energy and the materials were compatible, a fact that is essential for the construction of a suitable SOFC cell. The mobile species in each phase of the three components showed oxygen vacancies, electrons conduction in the NiO composite and electronic holes in the cathode. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
| dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
| dc.subject | Célula a combustível | pt_BR |
| dc.subject | Síntese por combustão | pt_BR |
| dc.subject | CaZrO 3 | pt_BR |
| dc.subject | La 0,6 Sr0 4MnO3 | pt_BR |
| dc.subject | NiO | pt_BR |
| dc.subject | Fuel cell | pt_BR |
| dc.subject | Combustion synthesis | pt_BR |
| dc.title | Síntese química de materiais a base de zirconato de cálcio para células a combustível de óxido sólido (SOFC) | pt_BR |
| dc.title.alternative | Chemical synthesis of calcium zirconate for solid oxide fuel cells (SOFC). | pt_BR |
| dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2853098230406981 | pt_BR |
| dc.description.resumo | As células a combustível permitem a produção de energia elétrica a partir de uma re ação eletroquímica limpa. Entre os seus vários tipos, a célula a combustível do tipo óxido sólido (SOFC) opera em altas temperaturas, permitindo à conversão de um com bustível a base de hidrogênio em eletricidade, onde água é gerada como subproduto. O principal elemento da SOFC é uma monocélula formada pela união de três compo nentes que são o ânodo, o cátodo e o eletrólito. Nesta tese, os materiais cerâmicos compósitos CaZrO 3 -La 0;6 Sr0;4MnO3, CaZrO 3-NiO e CaZrO 3 foram sintetizados via mé todo de combustão, para aplicação como cátodo, ânodo e eletrólito, respectivamente. O material cerâmico CaZrO3 é condutor iônico, protônico e resistente a alta tempera tura. O método de síntese por combustão foi escolhido devido à capacidade de gerar materiais com distintas porosidades e densidades obtidas pelas próprias característi cas da reação de combustão. Para a obtenção de uma pastilha adequada, é neces sária a sinterização de camadas com características mecânicas, térmicas e texturais apropriadas e com ajuste dos coeficientes de expansão térmica, exigindo excelente junção entre elas. Os materiais cerâmicos compósitos formados foram caracteriza dos, através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Dilatometria, Termogra vimetria, Difração de Raios-X (DRX) e Espectroscopia de Impedância (EIE). Foram caracterizados com o objetivo de se obter os componentes principais para a formação de uma célula SOFC através do método de combustão. Os resultados demonstraram que os materiais sintetizados pelo método de combustão possuem potencial para se rem utilizados em uma célula SOFC. O CaZrO 3 foi utilizado nos três componentes da monocélula para melhor compatibilidade em termos de expansão térmica entre as jun ções. À 800°C, foi confirmada a formação de CaZrO 3 . A perda de massa e a retração ficaram próximas, sendo que o cátodo e o ânodo apresentaram uma porosidade con siderável, conforme analisado por MEV. Na EIE as análises apresentaram uma baixa energia de ativação e os materiais se demonstraram compatíveis, fato este essencial para a construção de uma adequada célula SOFC. As espécies móveis em cada fase dos três componentes apresentaram vacâncias de oxigênio, condução de elétrons no compósito com NiO e buracos eletrônicos no cátodo. A energia de ativação obtida foi de 0,90; 0,85 e 0,51 eV para o eletrólito, ânodo e cátodo, respectivamente. | pt_BR |
| dc.publisher.department | Centro de Desenvolvimento Tecnológico | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Cava, Sergio da Silva | |