Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas de Ce1-xGdxO2-δ e caracterização visando sua aplicação como eletrólitos de SOFC
dc.contributor.advisor | Martinelli, Antonio Eduardo | |
dc.contributor.advisorID | pt_BR | |
dc.contributor.author | Medeiros, Amanda Lucena de | |
dc.contributor.authorID | pt_BR | |
dc.contributor.referees1 | Nascimento, Rubens Maribondo do | |
dc.contributor.referees1ID | pt_BR | |
dc.contributor.referees2 | Mendes, Armando Monte | |
dc.contributor.referees2ID | pt_BR | |
dc.contributor.referees3 | Macedo, Daniel Araújo de | |
dc.contributor.referees3ID | pt_BR | |
dc.contributor.referees4 | Silva, Fausthon Fred da | |
dc.contributor.referees4ID | pt_BR | |
dc.date.accessioned | 2020-05-18T16:49:42Z | |
dc.date.available | 2020-05-18T16:49:42Z | |
dc.date.issued | 2019-09-30 | |
dc.description.abstract | Fuel 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.resumo | Os 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.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | MEDEIROS, 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.uri | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28990 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Hidrotermal assistida por micro-ondas | pt_BR |
dc.subject | Céria dopada com gadolínia | pt_BR |
dc.subject | Eletrólitos | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
dc.title | Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas de Ce1-xGdxO2-δ e caracterização visando sua aplicação como eletrólitos de SOFC | pt_BR |
dc.title.alternative | Synthesis microwave-assisted hydrothermal of Ce1-xGdxO2-δ and characterization aiming its application for SOFC electrolytes | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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