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Title: Síntese hidrotermal e caracterização precursora de anodo de compósitos céria-alumínio e céria-estanho
Authors: Rodrigues, Ciro José Ferreira
Keywords: SOFC;Anôdos compósitos;Síntese hidrotermal;Alumínio;Estanho
Issue Date: 17-Aug-2017
Citation: RODRIGUES, Ciro José Ferreira. Síntese hidrotermal e caracterização precursora de anodo de compósitos céria-alumínio e céria-estanho. 2017. 83f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: Fontes renováveis de energia são aquelas que geram energia elétrica a partir de recursos que apresentam disponibilidade por um longo prazo gerando baixo impacto ambiental. Dentre as várias alternativas de fontes renováveis existem as células a combustível de óxido sólido (SOFC) de constituição semelhante a uma pilha, apresentando três componentes básicos que são o anodo, catodo e eletrólito, que além de aproveitar da eletricidade gerada das reações eletrocatalíticas tem como sub-produto a produção de água. Os combustíveis utilizados são reformados no anodo para gerar hidrogênio, o óxido sólido de zircônia estabilizada com ítria impregnada com óxido de níquel (NiO-YSZ) é o material tradicional mais utilizado pela vantagem da eficiência da reforma, embora necessite altas temperaturas de até 1000 °C. Neste contexto, foram sintetizados anodos de cerâmica matriz de ceria dopada (Ce0,8M0,2O1,9, M=Sm,Gd) impregnados respectivamente com óxido de alumínio (Al2O3), estanho (SnO2) e níquel (NiO), através da síntese hidrotermal assistido por microondas na proporção molar de cerâmica matriz/óxido impregnado de 1:1, como materiais alternativos de anodo NiO-YSZ para SOFC. Os óxidos de estanho e alumínio foram utilizados neste trabalho como alternativas de reformadores frente ao tradicional níquel, devido seus baixos custos e ser pesquisa emergente atuando como eletrocatalisadores. Os anodos impregnados com níquel apresentaram maior condutividade que o estanho, e o alumínio. O Ce0,8Sm0,2O1,9- NiO (SNI) apresentou energia de ativação de 0,91 eV e o Ce0,8Gd0,2O1,9-NiO (GNI) de 0,86 eV, bem como os óxidos de alumínio e com valores entre 0,70 a 0,81 eV, demonstrando que estes são promissores como substituintes parcial do níquel.
Abstract: Renewable sources of energy are those that generate electricity from resources that have long-term availability and generate low environmental impact. Among the various alternatives of renewable sources are the solid oxide fuel cells (SOFC) of a cell-like constitution, presenting three basic components that are the anode, cathode and electrolyte, that besides taking advantage of the electricity generated from the electrocatalytic reactions, has as sub-product to water production. The fuels used are reformed in the anode to generate hydrogen, the solid oxide of zirconia impregnated with nickel oxide (NiO-YSZ) is the traditional material most used for the benefit of the efficiency of the reform, although it requires high temperatures of up to 1000 °C. In this context, ceramic anodes of doped ceria (Ce0,8M0,2O1,9O = Sm, Gd) impregnated respectively with aluminum oxide (Al2O3), tin (SnO2) and nickel (NiO) were synthesized through the synthesis microwave-assisted hydrothermal molten ratio of matrix/oxide ceramics impregnated with 1:1, as alternative NiO-YSZ anode materials for SOFC. Tin and aluminum oxides were used in this work as alternatives of reformers against traditional nickel, due to their low costs and to be an emerging research acting as electrocatalysts. The anodes impregnated with nickel presented higher conductivity than tin, and aluminum. Ce0,8Sm0,2O1,9-NiO (SNI) presented activation energy of 0.91 eV and Ce0,8Gd0,2O1,9- NiO (GNI) of 0.86 eV, as well as the aluminum oxides and with values ranging from 0.70 to 0.81 eV, demonstrating that these are promising as partial substituents for nickel.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27062
Appears in Collections:PPGCEM - Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais

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