Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-11-01T11:29:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Janaina Semanech Borcezi.pdf: 3786790 bytes, checksum: c0cad556937028e840879ba0eda7c7e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-01T11:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Janaina Semanech Borcezi.pdf: 3786790 bytes, checksum: c0cad556937028e840879ba0eda7c7e3 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / As células a combustível são vistas como uma promissora tecnologia de geração de energia para o futuro. Estes dispositivos possuem várias vantagens como a opções de combustíveis a serem utilizados e uma simplicidade no sistema de operação. Existem muitos tipos de células a combustível e dentre elas a que estão despertando mais interesse são as células a combustível de óxido sólido (CaCOS) por apresentarem maior eficiência de conversão, podendo chegar a 65%. Entre os dispositivos da célula a combustível, o ânodo é o que mantém contato com o combustível, assim, precisa apresentar características como estabilidade térmica, boa compatibilidade com o eletrólito, condutividade eletrônica e boa atividade catalítica. Pesquisas estão sendo desenvolvidas para os componentes da célula a combustível, a fim de tornar essa tecnologia comercialmente viável. Para o ânodo, as pesquisas desenvolvidas são com materiais a base de níquel, cobre, lantânio, platina e cobalto. As pesquisas também mostram que materiais com estrutura de perovisquita apresentam grande potencial quando utilizados como ânodo. Para o presente trabalho foi proposto o estudo da obtenção de perovisquitas do sistema LaNi(1-x)CrxO3-d, e a verificação da possibilidade de utilização como ânodo para célula a combustível. Para isto foram estudadas 3 composições LNC37 (x=7), LNC55 (x=5) e LNC73 (x=3). A obtenção das composições foi realizada pelo método Pechini, as amostras foram caracterizadas por difratometria de raios X, espectroscopia no infravermelho, análise térmica diferencial, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios x, espectroscopia de impedância. A composição LNC73 apresentou estrutura romboédrica do grupo espacial R-3c, entretanto nos valores de temperatura de sinterização estudados esta composição mostrou a presença de uma segunda fase formada por La2NiO4, não demonstrando uma estabilidade estrutural adequada para uso em eletrodos de células a combustível. Dentre as composições estudadas as composições LNC37 e LNC55 apresentaram apenas uma fase com estrutura ortorrômbica do grupos espacial Pnma, e reuniram propriedades que indicam a possibilidade de serem utilizadas como anodo de células a combustível de óxido sólido. / Fuel cells are seen as a promising energy-generating technology for the future. These devices have several advantages such as the variety of fuels to be used and a simplicity in the operating system. There are many types of fuel cells and the most interesting ones are the solid oxide fuel cells (CaCOS), because they have a higher conversion efficiency, reaching 65%. Among the devices of the fuel cell, the anode is the one that maintains contact with the fuel, thus, it must present characteristics such as thermal stability, good compatibility with the electrolyte, electronic conductivity and good catalytic activity. Research is being developed for fuel cell components in order to make this technology commercially viable. For the anode, the researches developed are with materials based on nickel, copper, lanthanum, platinum and cobalt. The researches also show that materials with perovisquita structure present great potential when used as anode. For the present work the study of the perovisquitas of the LaNi (1-x) CrxO3-d system was proposed, and the possibility of use as an anode for fuel cells was proposed. For this, 3 compositions LNC37 (x = 7), LNC55 (x = 5) and LNC73 (x = 3) were studied. The compositions were obtained by the Pechini method, the samples were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, differential thermal analysis, scanning electron microscopy, x-ray dispersive energy spectroscopy, and impedance spectroscopy. The composition LNC73 presented a rhombohedral structure of the R-3c space group, however in the studied sintering temperature values this composition showed the presence of a second phase formed by La2NiO4, not demonstrating a structural stability suitable for use in fuel cell electrodes. Among the studied compositions the compositions LNC37 and LNC55 presented only one phase with orthorhombic structure of the space group Pnma, and they gathered properties that indicate the possibility of being used as anode of solid oxide fuel cells.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo Pacheco Wendler.pdf: 18625984 bytes, checksum: b24bfd3c491c213c9b049bbfaef17001 (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The solid oxide fuel cells (SOFCs) have been considered as one of the most promising power sources to the future, and because that have awakened the interest from the governments and large companies. The large scale utilization of these devices only depends on costs reduction and better systems performance. The anode is one of the most requested components of a SOFC, because maintains direct contact with the fuel. The anode material must presents thermal stability, compatibility with the electrolyte, good catalytic activity and electronic conductivity. A lot of materials have just tested for use as SOFCs anodes, including metals like platinum and nickel. However, many problems were found, mainly because platinum wasn´t able to maintain its integrity in the cell operation conditions, suffering peeling during the process; and nickel particles suffered sintering in the high operation temperatures of the cell, blocking the fuel arrival to reaction sites, causing the loss of system performance. One of the alternatives to these metals are the lanthanumcontaining materials with perovskite structure. To this study it has been proposed the utilization of a lanthanum-based perovskite containing chromium, which provides good stability, and nickel, which provides good catalytic activity. Thus, the aim of the present study is to obtain the perovskite structure LaCr0,5Ni0,5O3, and characterize it to verify if its properties place it like a possible material to utilization as SOFC anode. It was investigated the obtaining of this composition by Pechini method, and the samples were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, thermo gravimetric analysis, differential thermal analysis, He picnometry, specific surface area by BET method, scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, impedance spectroscopy and mercury porosimetry. The synthesized material showed high electrical conductivity at room temperature, and showed potential for use as anode in SOFCs. / As células a combustível de óxido sólido (CaCOS, ou SOFCs, do inglês Solid Oxide Fuel Cells) tem sido consideradas como uma das mais promissoras fontes de energia do futuro, e por isso tem despertado o interesse dos governos e de grandes empresas. A utilização em larga escala desses dispositivos depende unicamente da redução de custos e do aumento do desempenho dos sistemas. O ânodo é um dos componentes mais solicitados de uma CaCOS, pois mantém contato direto com o combustível. O material do ânodo deve então apresentar estabilidade térmica, uma compatibilidade com o eletrólito, boa atividade catalítica e condutividade eletrônica. Muitos materiais já foram testados para utilização como ânodo em CaCOS, incluindo metais como platina e níquel. Porém foram encontrados muitos problemas, principalmente porque a platina não mantinha sua integridade nas condições de operação da célula, sofrendo descamação durante o processo; e o níquel sofria sinterização de suas partículas nas altas temperaturas de operação da célula, impedindo a chegada do combustível nos sítios de reação, causando a perda de desempenho do sistema. Uma das alternativas a estes metais é a utilização de materiais com estrutura perovisquita contendo lantânio Para este trabalho está sendo proposta a utilização de uma perovisquita baseada em lantânio contendo cromo, o qual fornece boa estabilidade, e níquel, o qual fornece boas propriedades catalíticas. Desta forma o objetivo do presente trabalho é estudar a obtenção da estrutura perovisquita LaCr0,5Ni0,5O3, e caracterizá-la para verificar se as suas propriedades a colocam como um possível material para utilização como ânodo em CaCOS. Foi investigada a obtenção desta composição através do método Pechini, e as amostras foram caracterizadas por difração de raios x, espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, picnometria a He, área superficial específica pelo método BET, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva de raios x, espectroscopia de impedância e porosimetria de mercúrio. O material sintetizado apresentou alta condutividade elétrica à temperatura ambiente, e mostrou potencial para utilização como ânodo em CaCOS.

Submitted by RAFAEL APARECIDO FERREIRA null (frafael@fc.unesp.br) on 2016-10-26T23:30:15Z No. of bitstreams: 1 TESE_VERSAOFINAL_RAFAELFERREIRA_20102016.pdf: 3557281 bytes, checksum: 8e435622b72935c72d8a57048fe6b882 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-11-01T15:32:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_ra_dr_bauru.pdf: 3557281 bytes, checksum: 8e435622b72935c72d8a57048fe6b882 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-01T15:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferreira_ra_dr_bauru.pdf: 3557281 bytes, checksum: 8e435622b72935c72d8a57048fe6b882 (MD5) Previous issue date: 2016-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho teve como objetivo otimizar rotas de síntese de diferentes métodos de materiais cerâmicos monofásicos e estudar propriedades cristalográficas e magnéticas de manganitas destes materiais. Foram utilizados os métodos da reação no estado sólido, método da reação de combustão e o método hidrotérmico. Após otimização, foram sintetizadas pelo método da reação de combustão amostras com composição nominal Bi1-xMxMn2O5, onde (M= Eu, Er e x = 0,10). Para obter as fases desejadas, os materiais sintetizados pelo método da combustão foram tratados termicamente a diferentes temperaturas de 600°C, 700°C e 800°C para amostras de composição BiMn2O5, e a 900°C para as amostras com substituições de Eu e Er. Já, as amostras obtidas pelo método da reação no estado sólido foram tratadas a 700, 750 e 800°C por 24 horas em cada temperatura. Para o estudo da das fases cristalográficas formadas nos materiais foi utilizada a difração de raios X, seguida do refinamento estrutural pelo método de Rietveld. Os métodos de síntese, por combustão com ureia e de reação no estado sólido, permitiram obter amostras monofásicas para o material com composição nominal BiMn2O5, que apresentaram estrutura perovisquita do tipo mulita e grupo espacial Pbam, a reação de combustão com ureia permitiu também obter amostras monofásicas para a composição nominal Bi1-xMxMn2O5, na qual (M = Eu e x = 0,10), onde foi observada a formação de um material monofásico com a mesma estrutura e grupo espacial do BiMn2O5 (ICSD-026806), que sugere a substituição do sítio do Bi+3 por cátions Eu+3, para as composições nominais onde x = 0,1. A microscopia eletrônica de varredura indicou que o material sintetizado pelo método de combustão por ureia apresentou uma boa distribuição de partículas da ordem de 300 nm, enquanto que o método da reação no estado sólido permitiu obter amostras da ordem de 1 µm. No estudo do comportamento magnético das amostras foram realizadas medidas magnéticas em função da temperatura em procedimento ZFC (medida de magnetização com resfriamento sem campo magnético aplicado) e FC (medida de magnetização com resfriamento com campo magnético aplicado) na faixa de temperaturas de 2 a 300 K, para campos magnéticos aplicados de 100 Oe, para as amostras obtidas pelo método do estado sólido, que apresentaram comportamento típico antiferromagnético nas duas curvas (TN ~ 40 K). As medidas de magnetização em função da temperatura, obtidas pelo procedimento ZFC-FC, indicaram que as amostras com composição BiMn2O5, obtidas pelos métodos da reação por combustão apresentam uma resposta típica antiferromagnética com TN ~ 40 K nas curvas medidas em modo ZFC. Tal resposta se deve a ocupação dos cátions de Mn+3 nos sítios pirâmide tetragonal e Mn+4 nos sítios octaédricos da estrutura perovisquita do tipo mulita. Por fim, as amostras com composição nominal Bi0,9Eu0,1Mn2O5 apresentam um aumento na magnetização do material trazendo uma componente ferromagnética para o mesmo observada na sua curva FC com TC em 44,3 K. Isto ocorre devido a o momento magnético não nulo dos íons Eu3+, que ocupam os sítios octaedrais do bismuto. / The objective of this work is to optimize different methods of routes for synthesis of monophasic ceramic materials, and to study the crystallographic as well as its manganites magnetic properties. The reaction methods to be analyzed were the solid state reaction method, the combustion reaction method and the hidrothermic method. After optimization, the samples with nominal composition of Bi1-xMxMn2O5 (M= Eu, Er e x = 0.10) were synthesized using the combustion reaction method. With the aim of obtaining the desired phases, the synthesized materials using the combustion reaction method were then treated thermally at 600, 700 and 800oC for the samples presenting composition BiMn2O5, and 900oC for the samples containing substitutions Eu and Er. The samples obtained by the solid state reaction method were treated at 700, 750 and 800oC for 24 hours for each temperature. The X-ray diffraction using the Rietveld method for structural refining was used to study the crystallographic phases formed in the studied materials. The synthesis methods for combustion with urea as well as solid state allowed to obtain monophasic samples for the materials with nominal composition of BiMn2O5. They presented perovskite-like mullite-type structure with special group Pbam. The combustion reaction method with urea also allowed to obtain monophasic samples with nominal composition Bi1-xMxMn2O5, (M = Eu e x = 0.10), where it was possible to observe the formation of a monophasic material with the same structure and space group of BiMn2O5 (ICSD-026806). This result suggests the substitution of the Bi3+ site for Eu3+ cations for the nominal compositions with x = 0.1. The scanning electron microscopy indicated that the materials synthesized for combustion with urea presented a good particle distribution in the order of 300 nm, while the materials synthesized for solid state allowed to obtain samples in the order of 1 µm. The studies involving the magnetic behavior of the samples were performed through magnetic measurements as a function of temperature with ZFC (zero field cooled), as well as FC (field cooled). The measurements were performed in the range of temperatures from 2 to 300 K for the applied magnetic fields of 100 Oe when used samples obtained by the solid state reaction method. They presented typical antiferromagnetic behavior in the two curves (TN ~ 40 K). The measurements of magnetization as a function of temperature obtained through the ZFC-FC procedures indicated that the samples with composition BiMn2O5 obtained by the combustion reaction method presented a typical antiferromagnetic response with TN ~ 40 K in the curves measured in ZFC mode. Such a response is due to the occupation of Mn3+ cation in the tetragonal pyramid sites and Mn4+ in the octaedric sites for the perovskite structure mullite-type. Lastly, the samples with nominal composition Bi0,9Eu0,1Mn2O5 presented an increase in the material magnetization bringing a ferromagnetic component to the same observed in its FC curve with TC ~ 44,3 K. The last happens due to a not null magnetic moment of the Eu3+ ions that occupy the octaedric sites of bismuth. / CAPES: 8965/11-0

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-03-07T18:48:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Melina Favaro.pdf: 3032267 bytes, checksum: 0e68f7c9b37bc1a5e64dea76fe33552c (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-07T18:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Melina Favaro.pdf: 3032267 bytes, checksum: 0e68f7c9b37bc1a5e64dea76fe33552c (MD5) Previous issue date: 2018-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diante de toda a problemática ambiental que vem sendo levantada e discutida há algumas décadas, têm-se desenvolvido diversas alternativas para uma geração de energia que substitua parcial ou totalmente as fontes fósseis, tanto em questão de finitude quanto ambientais. Dentre essas alternativas, as células a combustível de óxido sólido estão ganhando destaque por seu alto rendimento e baixa geração de resíduos. Como qualquer inovação tecnológica, muitos desafios ainda estão sendo superados e há muita demanda de pesquisa para melhorar diversos parâmetros dessas células, tais como: materiais de composição da célula, temperatura de utilização e rendimento energético. O presente trabalho estudou a obtenção e caracterização de um cermeto formado por um condutor protônico com composição BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY271) com uma segunda fase metálica de níquel pela adição de óxido de níquel, para testar a viabilidade da utilização deste compósito em célula a combustível de óxido sólido. Três proporções da mistura BCZY271-NiO (30/70, 50/50 e 70/30, respectivamente) preparadas e caracterizadas quanto a microestrutura formada e as suas propriedades elétricas. O método utilizado para a síntese do pó da fase BCZY271 foi o Pechini modificado, seu sucesso na formação da composição foi comprovado por meio de Difratometria de Raio X e Microscopia Eletrônica de Varredura com EDS. As diferentes proporções da mistura de BCZY271-NiO sinterizadas a 1400ºC por 4h apresentaram porosidade adequada para utilização como eletrodo de célula a combustível de óxido sólido. O tratamento térmico a 900°C por 6h em atmosfera de H2 (4%) e Ar (96%) mostrou ser eficiente para a redução do óxido de níquel a níquel metálico. A condutividade elétrica total das amostras se mostraram suficientes para utilização como eletrodo de célula a combustível de óxido sólido. / In view of all the environmental problems that have been raised and discussed for some decades, various alternatives have been developed for a generation that partially or totally replaces fossil sources, both in terms of finitude and environmental. Among these alternatives, solid oxide fuel cells are gaining prominence due to their high yield and low waste generation. Like any technological innovation, many challenges are still being overcome and there is a great deal of research demand to improve several parameters of these cells, such as: cell composition materials, temperature of use and energy yield. The present work studied the obtaining and characterization of a cermet formed by a protonic conductor with composition BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY271) with a second nickel metal phase by the addition of nickel oxide, to test the feasibility of using this composite in solid oxide fuel cell. Three proportions of the blend BCZY271/NiO (30/70, 50/50, 70/30, respectively) were prepared and characterized as to microstructure formed and its electrical properties. The method used for the synthesis of the powder on the phase BCZY271 has modified Pechini, its success in the formation of the composition was confirmed by means of x-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy with EDS. The different proportions of the blend BCZY271-NiO sintered on 1400ºC for 4 hours showed proper porosity for using as solid oxide fuel cell electrode. The heat treatment on 900°C for 6 hours in atmosphere of H2 (4%) and Ar (96%) was enough to reduce the oxide nickel to nickel metal. The total electrical conductivity of the samples were suitable for using as a solid oxide fuel cell electrode.