Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2017-09-01T17:51:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luiz Fernando K Unti.pdf: 6181881 bytes, checksum: b0280e86919fc3c265d97d1ffba8200e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T17:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luiz Fernando K Unti.pdf: 6181881 bytes, checksum: b0280e86919fc3c265d97d1ffba8200e (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dentre os materiais mais comuns utilizados para a construção de eletrólitos e eletrodos das células a combustível de óxido sólido (CaCOS) estão os óxidos com estrutura semelhante à perovisquita; estes apresentam características desejáveis para esta aplicação, como boa condutividade elétrica. Diversos são os estudos nesta área atualmente, onde um dos enfoques é o desenvolvimento de materiais com condutividade protônica para melhorar a performance destes condutores. O presente trabalho avaliou a viabilidade do composto Ba5Nb4O15 (BNO) como possível candidato na produção de elementos de CaCOS. Este composto possui uma estrutura de perovisquita hexagonal, e estudos recentes apontam que é largamente utilizado em ressoadores dielétricos e há indícios que este tipo de estrutura pode apresentar condutividade protônica. Nesse trabalho foi avaliada a síntese da fase BNO através de um método alternativo à reação no estado sólido, baseada no método Pechini modificado, usando para isto precursores no formato de óxido. Como há diversas rotas diferentes de processamento para esta fase, comparou-se a sinterabilidade dos pós obtidos nas sínteses através da densificação, após serem conformados e sinterizados em duas temperaturas: 1400 e 1450ºC. Também se estudou a influência da adição de dopantes de menor valência (titânio e zircônio) na estrutura e nas propriedades elétricas da fase pura. Foi possível obter a fase BNO em todas as sínteses, embora após a primeira calcinação houvesse diferentes fases na amostra obtida pelo método Pechini; estas fases secundárias desapareceram após a sinterização. Atingiu-se maior densificação ao submeter os pós sintetizados à moagem, previamente à conformação, onde se atingiu porosidades aparentes menores que 5%. As dopagens promoveram o refino do grão, mas não foram eficientes no aumento da condutividade do composto. Contudo, as amostras sinterizadas em 1450ºC apresentaram maior condutividade em atmosfera úmida (H2O) do que em água pesada (D2O), o que pode ser um indício da existência de condutividade protônica nesta estrutura. / Among the common materials used to produce solid oxide fuel cell’s (SOFC’s) electrolytes and electrodes areoxides with perovskite structures; they show desirable characteristics for this application, like good levels of ionic conduction. Nowadays, there are many different studies on this field, where developing new proton conduction materials to improve SOFC’s performance is one of them. Present work evaluated the viability of compound Ba5Nb4O15 (BNO) as a candidate to produce SOFC’s elements. This compound show a hexagonal perovskite structure and recent papers point this kind of structure is currently used can show some indications of proton conduction. At present study, it was evaluated BNO synthesis through an alternate method to solid-state reaction, based on Pechini method and using different oxides as precursors. Since there are many different processing routes to obtain this phase, it was compared sinterability of synthesized powders after pressing and sintering at two temperatures: 1400 and 1450ºC. The poisoning effect of titanium and zirconium on structure and electric properties was also studied. BNO phase was successful obtained in all synthesis, although non-stoichiometry phases were present on Pechini sample after first calcination; after sintering, these phases were no longer present though. A higher densification was obtained after milling synthesized powder previously to pressing: a bulk porosity smaller than 5% was achieved. Doping produce grain refinement, but it was not efficient improving electrical conductivity. However, sintered samples at 1450ºC had shown higher conductivity on humid atmosphere (H2O) than presented on heavy water atmosphere (D2O). This could be an indication of proton conductionin this structure. Keywords: proton conduction, hexagonal perovskites, Pechini method, solid oxide fuel cells.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-08-29T11:07:49Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anivaldo Ferreira de Rezende - 2018.pdf: 2439249 bytes, checksum: 8832fb5b5eacb78452f2010aa69f4789 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-29T14:15:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anivaldo Ferreira de Rezende - 2018.pdf: 2439249 bytes, checksum: 8832fb5b5eacb78452f2010aa69f4789 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T14:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anivaldo Ferreira de Rezende - 2018.pdf: 2439249 bytes, checksum: 8832fb5b5eacb78452f2010aa69f4789 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The proton conductors have wide applications, such as in solid oxide fuel cells, hydrogen separation membranes, hydrogen bombs, among others. These technologies are intended to generating clean and sustainable energy. Among the materials with this property is the BaCeO3 barium cerate, which presents low thermal activation energy for proton conductivity in intermediate working temperature. However, due to its highly basic character, when in operation in atmospheres with acid gases, such as CO2, SO2 and H2O this presents a certain chemical instability. It is known in the literature that doping of BaCeO3 improves this instability. In this work, pure BCO and yttrium doped cerium (BaCe1-xYxO3- δ / BCYO) was synthesized by the polymer precursor method. The powders obtained in the syntheses will be characterized by XRD and a mean crystallite size of 23 nm was obtained which indicates the nanometric particle size. The pellets conformed and sintered at 1600 ºC with a 4-hour plateau at a rate of 5 °C / min were then subjected to impedance spectroscopy tests and showed where it was verified that doping with the 15% yttrium content presented the best result with similar conductivity and activation energy lower than the pure sample. / Os condutores protônicos apresentam amplas aplicações, tais como em células a combustíveis de óxido sólido, membranas de separação de hidrogênio, bombas de hidrogênio, entre outras. Estas aplicações tecnológicas estão voltadas a geração de energia limpa e sustentável. Dentre os materiais com essa propriedade encontra-se o cerato de bário BaCeO3, com baixa energia de ativação térmica para condutividade protônica em temperatura intermediária de trabalho. Porém, em função do seu caráter altamente básico, quando em operação em atmosferas com gases ácidos, tais como CO2, SO2 e H2O este apresenta uma certa instabilidade química. Da literatura tem-se que a dopagem do BaCeO3 o torna mais estável quimicamente. Neste trabalho, o cerato de bário puro BCO foi sintetizado pelo método dos precursores poliméricos e dopado com ítria (BaCe1-xYxO3- δ/ BCYO). Os pós obtidos nas sínteses foram caracterizados por DRX e obteve-se um tamanho médio de cristalito de 23 nm que indica tamanho nanométrico das partículas. As pastilhas conformadas e sinterizadas a 1600 ºC com patamar de 4 horas e taxa de 5°C / min foram então submetidas a ensaios de espectroscopia de impedância onde verificou-se que a dopagem com o teor de 15% de ítria apresentou o melhor resultado de condutividade e energia de ativação menor comparado a outras amostras. Desta forma, foi possível concluir que a dopagem com íons ítrio e a quantidade deste melhoram as propriedades de condutividade e estabilidade química.