Processamento cerâmico e caracterização elétrica de cátodos Ca3-xCuxCo4O9-δ (0 ≤ x ≤ 0,2) obtidas pelo método de precursores poliméricos modificado

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Lima, Chrystian Gregório Medeiros de
• Orientador(a): Macedo, Daniel Araújo de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
• Departamento: Engenharia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Células a combustível de oxido sólido; Cátodos; Gelatina; Impedância; SOFC; Cathodes; Gelatin; Impedance
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/11769

A busca por alternativas energéticas se faz bastante presente no cenário atual do planeta. Uma solução em ascensão são as células a combustível, que têm como princípio a conversão de energia química, através da reação de oxidação do combustível, em energia elétrica. Entre os componentes principais destas células estão os eletrodos (cátodo e ânodo), o eletrólito, os interconectores e selantes. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver materiais catódicos à base de cobaltita de cálcio dopada com óxido de cobre (CuO). Para tal, pós de composição Ca3-xCuxCo4O9-δ (0 ≤ x ≤ 0,2) foram obtidos utilizando o método dos precursores poliméricos (método Pechini) modificado pelo uso de gelatina comercial. Os pós como obtidos foram calcinados a 900 °C por 1 h e caracterizados por difratometria de raios X (DRX). Os parâmetros de rede foram determinados por refinamento Rietveld dos dados de difração. A morfologia dos pós foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Filmes porosos foram depositados em ambas as faces de eletrólitos à base de céria, via serigrafia, e sinterizados a 950 °C por 2 h. A caracterização eletroquímica de células simétricas (cátodo/eletrólito/cátodo) foi realizada por espectroscopia de impedância entre 600 e 800 °C em atmosfera de ar. Os resultados de difração de raios X indicaram a obtenção de soluções sólidas Ca3-xCo4CuxO9 e até 2 % em volume de Co3O4 como segunda fase. Os valores de parâmetro de rede para a fase Ca3-xCo4CuxO9 foram muito próximos aos reportados no padrão ICSD, confirmando a dopagem com íons Cu. A caracterização morfológica de pós revelou a formação de microplacas com formato irregular e aproximadamente 2 μm de diâmetro. A resistência específica de área foi otimizada para a composição Ca2,99Co4Cu0,01O9, atingindo 0,84 ohm.cm2 a 800 °C em ar.