Síntese e caracterização de PSFC (Pr0,5Sr0,5Fe1-xCuxO3-δ, sendo x=0,2 e x=0,4) para aplicação como catodo de células a combustível de óxido sólido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moura, Caroline Gomes
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20152
Resumo: O PSFC (Pr0.5Sr0.5Fe1-xCuxO3-δ) é um novo óxido misto com estrutura perovskita que vem sendo estudado para aplicação como catodo de células a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária (600-750 ºC), principalmente devido a sua elevada condutividade iônica e eletrônica abaixo de 800 ºC. Neste trabalho, pós de PSFC com duas composições diferentes (Pr0,5Sr0,5Fe0,8Cu0,2O3-PSFC5582 e Pr0,5Sr0,5Fe0,6Cu0,4O3-PSFC5564) foram sintetizados pelo método dos citratos utilizando uma nova rota. Os pós obtidos foram caracterizados por análise térmica (Termogravimetria e Calorimetria Diferencial Exploratória), e os materiais calcinados a 800, 900 e 1000 ºC por 5h foram analisados por difratometria de raios X (DRX), com refinamento Rietveld dos dados de difração e dilatometria. Filmes de composição PSFC5582 foram obtidos por serigrafia do pó calcinado a 1000 °C. Os filmes foram depositados em substrato de céria dopada com gadolínia (CGO) e sinterizados a 1050 °C por 2h. O desempenho eletroquímico dos eletrodos foi avaliado por espectroscopia de impedância e a interface eletrodo/eletrólito foi observada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A resistência específica por área (ASR) foi 0,44 Ω.cm² a 800 °C, um valor pouco inferior aos reportados na literatura para catodos contendo cobalto. Os coeficientes de expansão térmica (CET) do PSFC de ambas as composições variaram entre 13 e 15 x 10-6 ºC-1 , numa faixa de temperatura de 200 a 650 °C, demonstrando a boa compatibilidade térmica destes catodos com eletrólitos de Ce0,9Gd0,1O1,95 (CET = 12 x 10-6 °C).
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Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20152O PSFC (Pr0.5Sr0.5Fe1-xCuxO3-δ) é um novo óxido misto com estrutura perovskita que vem sendo estudado para aplicação como catodo de células a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária (600-750 ºC), principalmente devido a sua elevada condutividade iônica e eletrônica abaixo de 800 ºC. Neste trabalho, pós de PSFC com duas composições diferentes (Pr0,5Sr0,5Fe0,8Cu0,2O3-PSFC5582 e Pr0,5Sr0,5Fe0,6Cu0,4O3-PSFC5564) foram sintetizados pelo método dos citratos utilizando uma nova rota. Os pós obtidos foram caracterizados por análise térmica (Termogravimetria e Calorimetria Diferencial Exploratória), e os materiais calcinados a 800, 900 e 1000 ºC por 5h foram analisados por difratometria de raios X (DRX), com refinamento Rietveld dos dados de difração e dilatometria. Filmes de composição PSFC5582 foram obtidos por serigrafia do pó calcinado a 1000 °C. Os filmes foram depositados em substrato de céria dopada com gadolínia (CGO) e sinterizados a 1050 °C por 2h. O desempenho eletroquímico dos eletrodos foi avaliado por espectroscopia de impedância e a interface eletrodo/eletrólito foi observada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A resistência específica por área (ASR) foi 0,44 Ω.cm² a 800 °C, um valor pouco inferior aos reportados na literatura para catodos contendo cobalto. Os coeficientes de expansão térmica (CET) do PSFC de ambas as composições variaram entre 13 e 15 x 10-6 ºC-1 , numa faixa de temperatura de 200 a 650 °C, demonstrando a boa compatibilidade térmica destes catodos com eletrólitos de Ce0,9Gd0,1O1,95 (CET = 12 x 10-6 °C).The PSFC (Pr0.5Sr0.5Fe1-xCuxO3-δ) is a new mixed oxide perovskite and has been studied and evaluated the cathode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs), mainly due to its good compatibility with the electrolyte (CGO) and its high ionic conductivity and electronic in intermediate temperature. In this work, PSFC powders with two different compositions (Pr0,5Sr0,5Fe0,8Cu0,2O3- PSFC5582 and Pr0,5Sr0,5Fe0,6Cu0,4O3-PSFC5564) were synthesized by the citrate method using a new route. The powders obtained were characterized by thermal analysis (Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetry), and the material calcined at 800, 900 and 1000 °C for 5h were analyzed by X-ray diffractometry (XRD), with the Rietveld refinement of the diffraction data and dilatometry. PSFC5582 composite films were obtained by screen printing of powder calcined at 1000 °C. The films were deposited on substrate ceria doped with gadolinia (CGO) and then sintered at 1050 °C for 2h. The electrochemical performance of the electrodes was evaluated by impedance spectroscopy and the interface electrode/electrolyte was observed by scanning electron microscopy (SEM). The specific resistance area (ASR) was 0.44 Ω.cm² at 800 °C, slightly lower than those reported in the literature for cathodes containing cobalt. The thermal expansion coefficients of both the PSFC compositions were obtained and varied between 13 and 15 x 10-6 °C-1 , in a temperature range of 200 to 650 °C, demonstrating the good thermal compatibility of cathodes with Ce0,9Gd0,1O1,95 electrolytes (CET = 12 x 10-6 °C).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICACatodoCélulas a combustível de óxido sólidoMétodo dos citratosEspectroscopia de impedânciaSíntese e caracterização de PSFC (Pr0,5Sr0,5Fe1-xCuxO3-δ, sendo x=0,2 e x=0,4) para aplicação como catodo de células a combustível de óxido sólidoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALSínteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdfSínteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdfapplication/pdf2105785https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/20152/1/S%c3%adnteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdfab384240f9958c14e37f773c08a6407dMD51TEXTCarolineGomesMoura_DISSERT.pdf.txtCarolineGomesMoura_DISSERT.pdf.txtExtracted texttext/plain102645https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/20152/6/CarolineGomesMoura_DISSERT.pdf.txtfd060d82af9768c0db100476750bdf7fMD56SínteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdf.txtSínteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdf.txtExtracted texttext/plain102645https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/20152/8/S%c3%adnteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdf.txtfd060d82af9768c0db100476750bdf7fMD58THUMBNAILCarolineGomesMoura_DISSERT.pdf.jpgCarolineGomesMoura_DISSERT.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3310https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/20152/7/CarolineGomesMoura_DISSERT.pdf.jpg28f576bed7aa53557334fd9a6908dd95MD57SínteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdf.jpgSínteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3310https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/20152/9/S%c3%adnteseCaracterizacaoPSFC_Moura_2015.pdf.jpg28f576bed7aa53557334fd9a6908dd95MD59123456789/201522019-01-29 22:43:13.332oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/20152Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2019-01-30T01:43:13Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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