Desenvolvimento de componentes nanométricos para aplicação em células a combustível à base de sólidos estruturados e filmes finos

The present work aims the preparation of filmes of strontium-doped lanthanum manganite (perovskita) yttria-stabilized zirconia (LSM-SDC) films deposited on substrate of YSZ by means of spin coating technique having as principal objective their application to solid oxide fuel cells of intermediate te...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2009
Main Author: Cesário, Moises Rômolos
Orientador/a: Melo, Dulce Maria de Araújo
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Físico-Química; Química
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/17611
Citação:CESÁRIO, Moises Rômolos. Desenvolvimento de componentes nanométricos para aplicação em células a combustível à base de sólidos estruturados e filmes finos. 2009. 103 f. Dissertação (Mestrado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2009.
Resumo Português:O trabalho trata da preparação de filmes de manganita de lantânio dopado com estrôncio (perovskita) céria dopada com samário (LSM-SDC) sobre substrato de zircônia estabilizada com ítria (YSZ) pela técnica spin coating, para utilização em células a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária. Neste trabalho, La0,8Sr0,2MnO3 e Ce0,8Sm0,2O1,9 foram obtidos pelo método Pechini modificado pelo uso de gelatina que atua como agente polimerizante e quelante. Os pós obtidos foram caracterizados por fluorescência de raios-X, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e determinação da área superficial pelo método BET. Os resultados obtidos por fluorescência de raios-X mostraram que a rota adotada para obtenção dos pós foi eficaz na obtenção da composição com valores próximos ao estequiométrico. A etilcelulose foi usada como agente formador de poros e foi misturada ao pós de LSM-SDC em proporções mássicas de 1:24, 2:23 e 1:9. Os filmes foram tratados termicamente a 1150 ºC por quatro horas e caracterizados estruturalmente pela técnica de difração de raios X e morfologicamente pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e força atômica. A quantificação das fases dos pós precursores e dos filmes obtidos foi realizada através do refinamento Rietveld. De acordo com a análise de MEV, quando a quantidade de etilcelulose foi aumentada, a distribuição dos poros nos filmes tornou-se mais uniformes e o tamanho de poros reduzidos. A metodologia empregada para a obtenção dos filmes mostrou-se satisfatória, considerando que foi obtido um material com características apropriadas para a aplicação como sistema eletrodo/eletrólito em células a combustível de óxido sólido (SOFC)
Resumo inglês:The present work aims the preparation of filmes of strontium-doped lanthanum manganite (perovskita) yttria-stabilized zirconia (LSM-SDC) films deposited on substrate of YSZ by means of spin coating technique having as principal objective their application to solid oxide fuel cells of intermediate temperature. La0,8Sr0,2MnO3 and Ce0,8Sm0,2O1,9 were obtained by modified Pechini method by use of gelatin which act as polymerization agent. The powders obtained were characterized by Xray fluorescence, X ray diffraction, electronic scanning microscopy and the superficial area by BET method. The results obtained by X-ray fluorescence showed that the route adopted for obtention of powders was effective in the obtention of the compositions with close values to the stoichiometrics. Ethyl cellulose was used as pore-forming agent and mixed with the LSM-SDC powders in weight proportions of 1:24, 2:23 and 1:9. The films were sintered at 1150 °C for 4 h and characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy technique (SEM) and atomic force. The phases quantification of the precursory powders and of the obtained films was carried through Rietveld method. According with the analysis of SEM, as the content of ethyl cellulose was increased, the pore distribution in films become more uniform and the pore size reduced. The methodology used for the obtention of the films was very efficient, considering a material was obtained with characteristics that were proper to the application as electrolyte/cathode system to solid oxide fuel cells