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Previous issue date: 2018-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As células a combustível de óxido de sólido (CaCOS) são consideradas promissoras fonte de energia limpa. São dispositivos capazes de converter a energia química em energia elétrica alcançando eficiência em torno de 70%, por isso o imenso interesse de pesquisas direcionadas a este tipo de célula a combustível. O presente trabalho buscou sintetizar e caracterizar materiais com condutividade mista protônica e iônica para uma possível utilização como eletrólito para CaCOS. A estratégia foi obter um material compósito formado por uma fase condutora protônica de BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3δ (BCZY) e uma fase condutora iônica de Sm0,2Ce0,8O1,9 (SCO). O BCZY foi sintetizado pelo método Pechini modificado e calcinado a 900ºC por 4 horas. O SCO foi utilizado pó comercial. Foram estudadas 3 composições (em % em peso): 30% de BCZY e 70% de SCO (B3S7), 50% de BCZY e 50% de SCO (B5S5) e 70% de BCZY e 30% de SCO (B7S3). Os compósitos foram sinterizados em temperaturas de 1400ºC e 1500ºC por 4h e caracterizados por medidas de densidade aparente, porosidade aparente, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por energia dispersiva e espectroscopia de impedância. As medidas elétricas associadas aos resultados das difrações de raios X, mostram que foi possível formar os compósitos com duas fases, uma condutora protônica e outra condutora iônica, usando as fases BCZY e SCO, e que os compósitos apresentaram condutividade mista protônica/iônica. Os resultados das medidas elétricas corrigindo o efeito da porosidade pela equação de Archie mostram que o compósito B3S7 foi o que apresentou os mais altos valores de condutividade dentre os 3 compósitos estudados. / Solid oxide fuel cells (CaCOS) are considered to be promising sources of clean energy. They are devices capable of converting chemical energy into electrical energy, reaching efficiency of around 70%, which is why the interest of research aimed at this type of fuel cell. The present work sought to synthesize and characterize materials with mixed proton and ionic conductivity for a possible use as electrolyte for CaCOS. The strategy was to obtain a composite material formed by a proton conductive phase BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY) and an ionic conductive phase of Sm0,2Ce0,8O1,9 (SCO). The BCZY was synthesized by the modified Pechini method and calcined at 900ºC for 4 hours. The SCO was used commercial powder. We studied 3 compositions (in % by weight) were studied: 30% BCZY and 70% SCO (B3S7), 50% BCZY and 50% SCO (B5S5) and 70% BCZY and 30% SCO (B7S3). The composites were sintered at temperatures of 1400ºC and 1500ºC for 4h and characterized by measurements of apparent density, apparent porosity, X-ray diffraction, scanning electron microscopy with dispersive energy spectroscopy and impedance spectroscopy. The electrical measurements associated to the X-ray diffraction results show that it was possible to form the composites with two phases, one proton conductive and one ionic conductive, using the BCZY and SCO phases, and that the composites presented mixed proton/ionic conductivity. The results of the electrical measurements correcting the effect of porosity by the Archie equation show that the B3S7 composite presented the highest conductivity values among the 3 composites studied.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/2674 |
| Date | 24 August 2018 |
| Creators | Lima, Ana Karolina Mayer de |
| Contributors | Chinelatto, Adilson Luiz, Serbena, Francisco Carlos, Cerri, José Alberto |
| Publisher | Universidade Estadual de Ponta Grossa, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais, UEPG, Brasil, Departamento de Engenharia de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Unknown |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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