Síntese e caracterização da céria dopada com gadolínia e samária para aplicação em células combustíveis SOFC’s

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sampaio, Eduardo Jonathan Ramos e Silva
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/20044
Resumo: Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Engenharia de Energia, 2016.
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spelling Sampaio, Eduardo Jonathan Ramos e SilvaMuñoz Meneses, Rodrigo ArbeySAMPAIO, Eduardo Jonathan Ramos e Silva. Síntese e caracterização da céria dopada com gadolínia e samária para aplicação em células combustíveis SOFC’s. 2016. xiv, 66 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia de Energia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2016.http://bdm.unb.br/handle/10483/20044Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Engenharia de Energia, 2016.Considerando a necessidade crescente do mundo no desenvolvimento de novas tecnologias para produção de energia limpa, novos materiais são pesquisados para suprir estas necessidades. Este é o caso de materiais condutores de íons oxigênio baseados em céria dopada, que atualmente são muito atraentes por oferecer elevada condutividade iônica (10-2 σ/cm-1) a temperaturas consideradas intermediarias (∼600 °C). Esta característica torna os materiais baseados em céria dopada promissores para aplicações em células combustíveis de óxido sólido (SOFCs). Este trabalho de conclusão de curso tem por objetivo principal desenvolver eletrólitos sólidos cerâmicos para aplicações em células combustíveis. São propostas duas estequiometrias: Ce0.8Gd0.2O2 e Ce0.8Gd0.18Sm0.02O2 a fim de estudar a influência da mono e dupla dopagem na condutividade elétrica da céria. Os materiais de partida foram nitratos hexaidratados com pureza de 99,95%. Como métodos de síntese para obtenção do material cerâmico foram escolhidos o método dos precursores poliméricos (Pechini) e a precipitação controlada, pois estes métodos garantem homogeneidade química, obtenção de pós com tamanho de partícula da ordem dos nanômetros e principalmente, reprodutibilidade do processo. A caracterização dos óxidos sintetizados revelou a formação de solução sólida substitucional na céria, pois na difração de raios X não foi identificada a formação de segundas fases. Corpos de prova foram conformados via prensagem uniaxial a frio (249 MPa) e posteriormente sinterizados à temperatura de 1500 °C por duas horas. Após caracterização dos compactados foi constatada a maior densidade aparente, 91%, na amostra de Ce0.8Gd0.18Sm0.02O2 obtida pelo método Pechini. A amostra Ce0.8Gd0.2O2, obtida pelo mesmo método, obteve uma densidade aparente de 87%. A espectroscopia de impedância revelou que a condutividade iônica destas amostras na temperatura de 600 °C foi de 1.5x10-2 σ/cm-1 e de 0.4x10-2 σ/cm-1 respectivamente. Estes resultados sugerem que a incorporação de um segundo dopante influência de forma benéfica a sinterabilidade e a condutividade da céria.Submitted by Ruthlea Nascimento (ruthlea.nascimento@gmail.com) on 2018-04-30T13:12:05Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016_EduardoJonathanSilvaSampaio_tcc.pdf: 5961563 bytes, checksum: b047e4b54b03062a03208498582b6a40 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2018-05-04T12:38:16Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016_EduardoJonathanSilvaSampaio_tcc.pdf: 5961563 bytes, checksum: b047e4b54b03062a03208498582b6a40 (MD5)Made available in DSpace on 2018-05-04T12:38:16Z (GMT). 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Two stoichiometries are proposed in order to study the influence of the mono and double doping in the electrical conductivity of the ceria: Ce0.8Gd0.2O2 and Ce0.8Gd0.18Sm0.02O2. The materials of the first were hexahydrate nitrates with a purity of 99.95%. As far as synthesis methods to obtain the ceramic materials, the Pechini method and the controlled precipitation method were chosen. This is because those methods allow for chemical homogeneity, powders with grain sizes in nanometer orders and mainly, the capacity to reproduce the work. The characterization of the synthesized oxides revealed the formation of a substitutional solid solution in the ceria, because the XRD was not identified any second phase formations. Samples were conformed by cold uniaxial pressing (187 MPa) and after that sintered at 1500ºC for two hours. After the characterization of the compacted samples, a higher bulk density was found (91%) in the Ce0.8Gd0.18Sm0.02O2 sample synthesized by Pechini’s method. The sample Ce0.8Gd0.2O2 obtained by the same method, had a bulk density of 87%. The impedance spectroscopy revealed that the ionic conductivity of those samples at 600ºC were 1.5x10-2 σ/cm-1 e de 0.4x10-2σ/cm-1 respectively. These results suggest that the incorporation of a second dopant will positively influence the sinterability and the ceria’s conductivity, which may be potentially beneficial technology in the field of clean energy.Energia - fontes alternativasCélulas de combustívelEletrólitosSíntese e caracterização da céria dopada com gadolínia e samária para aplicação em células combustíveis SOFC’sinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2018-05-04T12:38:16Z2018-05-04T12:38:16Z2016info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2016_EduardoJonathanSilvaSampaio_tcc.pdf2016_EduardoJonathanSilvaSampaio_tcc.pdfapplication/pdf5961563http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/20044/1/2016_EduardoJonathanSilvaSampaio_tcc.pdfb047e4b54b03062a03208498582b6a40MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain46http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/20044/2/license_url587cd8ffae15c8598ed3c46d248a3f38MD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/20044/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/20044/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/20044/5/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD5510483/200442020-05-05 21:02:03.448oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712020-05-06T00:02:03Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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