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Previous issue date: 2012-12-19 / Fuel cells are electrochemical devices that convert chemical energy in
electrical energy by a reaction directly. The solid oxide fuel cell (SOFC) works in
temperature between 900?C up to 1000?C, Nowadays the most material for ceramic
electrolytes is yttria stabilized zirconium. However, the high operation temperature
can produce problems as instability and incompatibility of materials, thermal
degradation and high cost of the surround materials. These problems can be reduced
with the development of intermediate temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) that
works at temperature range of 600?C to 800?C. Ceria doped gadolinium is one of the
most promising materials for electrolytes IT-SOFC due high ionic conductivity and
good compatibility with electrodes. The inhibition of grain growth has been
investigated during the sintering to improve properties of electrolytes. Two-step
sintering (TSS) is an interesting technical to inhibit this grain growth and consist at
submit the sample at two stages of temperature. The first one stage aims to achieve
the critical density in the initiating the sintering process, then the sample is submitted
at the second stage where the temperature sufficient to continue the sintering without
accelerate grain growth until to reach total densification. The goal of this work is to
produce electrolytes of ceria doped gadolinium by two-step sintering. In this context
were produced samples from micrometric and nanometric powders by two routes of
two-step sintering. The samples were obtained with elevate relative density, higher
than 90% using low energy that some works at the same area. The average grain
size are at the range 0,37 μm up to 0,51 μm. The overall ionic conductivity is 1,8x10-2
S.cm and the activation energy is 0,76 eV. Results shown that is possible to obtain
ceria-doped gadolinium samples by two-step sintering technique using modified
routes with characteristics and properties necessary to apply as electrolytes of solid
oxide fuel cell / As c?lulas a combust?vel s?o dispositivos eletroqu?micos que convertem
energia qu?mica em energia el?trica por uma rea??o direta. As c?lulas a
combust?veis de ?xido s?lidos (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC) operam em
temperaturas entre 900 e 1000?C, com eletr?litos de cer?mica. Atualmente o
material mais utilizado ? a zirc?nia estabilizada com ?tria, no entanto a alta
temperatura de opera??o pode causar problemas de instabilidade e
incompatibilidade de materiais, degrada??o t?rmica e alto custo dos materiais
perif?ricos. Com a inten??o de minimizar esses problemas, s?o realizadas pesquisas
para desenvolver c?lulas a combust?vel de ?xido s?lido de temperatura intermedi?ria
(IT-SOFC) que operam na faixa de temperatura de 600 a 800?C, utilizando c?ria
dopada com gadol?nia como um dos mais promissores materiais para eletr?litos de
IT-SOFC devido ? alta condutividade i?nica e uma boa compatibilidade com os
eletrodos. Formas de inibir o crescimento do gr?o durante a sinteriza??o para
melhorar as propriedades dos eletr?litos s?o investigadas. Para tal, ? utilizada a
t?cnica de sinteriza??o em dois passo (two-step sintering - TSS), que consiste em
submeter a amostra a dois est?gios de temperatura. O primeiro est?gio visa atingir a
densidade cr?tica para dar in?cio ao processo de sinteriza??o. Em seguida a amostra
? submetida a um segundo est?gio de temperatura capaz de dar continuidade ?
sinteriza??o sem que haja acelerado crescimento de gr?o, at? sua total densifica??o.
O principal objetivo deste trabalho foi produzir eletr?litos de c?ria dopada com
gadol?nia pelo processo de sinteriza??o em dois passos. Neste contexto foram
produzidas amostras a partir de p?s microm?tricos e nanom?tricos atrav?s de duas
rotas de sinteriza??o em dois passos. Foram obtidas amostras com elevada
densidade relativa, superior a 90%. Os tamanhos m?dios de gr?os obtidos est?o na
faixa de 0,37 μm a 0,51 μm. Foram obtidas amostras com condutividade i?nica total
de 1,8x10-2 S.cm e energia de ativa??o de 0,76 eV. A partir dos resultados obtidos
neste trabalho, foi poss?vel obter amostras de c?ria dopada com gadol?nia atrav?s da
t?cnica de sinteriza??o em dois passos, utilizando rotas modificadas com
caracter?sticas e propriedades necess?rias para serem aplicadas como eletr?litos de
c?lulas a combust?vel de ?xido s?lido
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/12806 |
| Date | 19 December 2012 |
| Creators | Ferreira, Gislaine Bezerra Pinto |
| Contributors | CPF:80732810400, http://lattes.cnpq.br/8671649752936793, Martinelli, Ant?nio Eduardo, CPF:15724520800, http://lattes.cnpq.br/0022988322449627, Tavares, Elcio Correia de Souza, CPF:49047914449, http://lattes.cnpq.br/4400396552273448, Silva, Elialdo Chib?rio da, CPF:85241580425, http://lattes.cnpq.br/5426129339908081, Gomes, Uilame Umbelino, CPF:05012180410, http://lattes.cnpq.br/9858094266525225, Nascimento, Rubens Maribondo do |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia e Engenharia de Materiais, UFRN, BR, Processamento de Materiais a partir do P?; Pol?meros e Comp?sitos; Processamento de Materiais a part |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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