Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas de Ce1-xGdxO2-δ e caracterização visando sua aplicação como eletrólitos de SOFC

dc.contributor.advisorMartinelli, Antonio Eduardo
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorMedeiros, Amanda Lucena de
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Nascimento, Rubens Maribondo do
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Mendes, Armando Monte
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees3Macedo, Daniel Araújo de
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees4Silva, Fausthon Fred da
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.date.accessioned2020-05-18T16:49:42Z
dc.date.available2020-05-18T16:49:42Z
dc.date.issued2019-09-30
dc.description.abstractFuel cell electrolytes require high operating temperatures, resulting in high operating and manufacturing costs. Materials based on rare earth doped ceria are an alternative, as they have higher electrical conductivity than zirconia-yttria at lower operating temperatures. However, some difficulties remain unresolved in obtaining ceria-based solid electrolytes, such as the low sinterability of the material and the low conductivity of grain boundaries, usually associated with the presence of impurities. In this context, the present work presents the study of microwave-assisted hydrothermal synthesis as a synthesis method to obtain Ce1-xGdxO2-δ nanoparticles, and to associate the characteristics of the powders obtained with compatible characteristics for their use as electrolytes SOFC. Samples of Ce1-xGdxO2-δ (x = 0.1, 0.2 and 0.3) were synthesized, with hydrothermal treatment time variation (15, 30, 45 and 60 minutes). The obtained materials were characterized by density measurements, FRX, XRD, TG, BET, SEMFEG, TEM and impedance spectroscopy. The results showed that shorter hydrothermal processing times result in nanometer powders with smaller particle sizes, high specific surface area, and strong tendency to agglomeration state, which directly influences the densification of the obtained materials. Despite the introduction of Gd into the cerium oxide network, all powders crystallized into the fluorite-like structure of ceria. The impedance spectroscopy results indicate that the increase of the dopant concentration decreases the grain conductivity, due to the increased interaction of doping defects, and that the impurities presented act as ionic blockingagents.pt_BR
dc.description.resumoOs eletrólitos de células a combustível exigem elevadas temperaturas de operação, resultando em altos custos de funcionamento e fabricação. Materiais baseados em céria dopada com terras raras são uma alternativa, já que apresentam condutividade elétrica superior à da zircônia-ítria em menores temperaturas de operação. Porém, algumas dificuldades permanecem não solucionadas na obtenção de eletrólitos sólidos baseados em céria, como a baixa sinterabilidade do material e a baixa condutividade dos contornos de grão, normalmente associada à presença de impurezas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta como objetivo o estudo da síntese hidrotermal assistida por micro-ondas como método de síntese para obtenção de nanopartículas de Ce1-xGdxO2-δ, e associar as características dos pós obtidos com características compatíveis para sua utilização como eletrólitos de SOFC. Foram sintetizadas amostras de Ce1-xGdxO2-δ (x = 0,1; 0,2 e 0,3), com variação de tempo de tratamento hidrotérmico (15, 30, 45 e 60 minutos). Os materiais obtidos foram caracterizados por medidas de densidade, FRX, DRX, TG, BET, MEV-FEG, MET e espectroscopia de impedância. Os resultados mostraram que tempos de processamento hidrotérmico mais curtos resultam em pós nanométricos com menores tamanhos de partícula, alta área superficial específica, e forte tendência a um estado de aglomeração, o que influencia diretamente na densificação dos materiais obtidos. Apesar da introdução de Gd na rede do óxido de cério, todos os pós cristalizaram na estrutura tipo fluorita, a mesma da céria. Os resultados de espectroscopia de impedância indicam que o aumento da concentração do dopante diminui a condutividade do grão, em função do aumento da interação dos defeitos associados à dopagem, e que a as impurezas apresentadas atuam como agentes bloqueadores iônicos.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationMEDEIROS, Amanda Lucena de. Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas de Ce1-xGdxO2-δ e caracterização visando sua aplicação como eletrólitos de SOFC. 2019. 90f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28990
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectHidrotermal assistida por micro-ondaspt_BR
dc.subjectCéria dopada com gadolíniapt_BR
dc.subjectEletrólitospt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.titleSíntese hidrotermal assistida por micro-ondas de Ce1-xGdxO2-δ e caracterização visando sua aplicação como eletrólitos de SOFCpt_BR
dc.title.alternativeSynthesis microwave-assisted hydrothermal of Ce1-xGdxO2-δ and characterization aiming its application for SOFC electrolytespt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Sentesehidrotermalassistida_Medeiros_2019.pdf
Tamanho:
2.29 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Carregando...
Imagem de Miniatura
Baixar