Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2023 |
| Autor(a) principal: |
Zelenski, Charles Hartmann
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| Orientador(a): |
Chinelatto, Adriana Scoton Antonio
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| Banca de defesa: |
Wendler, Leonardo Pacheco
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Kubaski, Evaldo Toniolo
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| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Estadual de Ponta Grossa
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais
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| Departamento: |
Departamento de Engenharia de Materiais
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/4159
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Resumo: |
As células a combustível de óxido sólido (CaCOS) são uma alternativa para produção de energia limpa, com baixa emissão de gases do efeito estufa, convertendo energia química em energia elétrica, com alta eficiência e apresentando componentes no estado sólido. A CaCOS é formada pelo eletrólito e dois eletrodos, o catodo e anodo. Os materiais cerâmicos que apresentam propriedades elétricas aplicáveis na produção de uma CaCOS são baseados na estrutura perovskita (ABO3), e o tipo de condução podendo ser protônica ou iônica. A dopagem pode ser feita nos elementos de posição A e B, modificando as propriedades finais do material. O objetivo deste trabalho é estudar a síntese de uma perovskita do tipo BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3- (BCZY) dopadas com cálcio e estrôncio, para utilização em eletrólitos. Esses elementos substituirão na rede cristalina íons de posição de rede A, de forma a melhorar condutividade protônica e a estabilidade química. As composições sintetizadas foram: Ba1-xCaxCe0,2Zr0,7Y0,1O3- e Ba1-xSrxCe0,2Zr0,7Y0,1O3-, onde os valores de x são 0,05 e 0,025; que equivalem a 1% e 0,5% em mol do elemento dopante, respectivamente. Os compostos cerâmicos com essas composições foram baseados na perovskita BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-, que possui propriedades elétricas otimizadas apresentando condução protônica. Preparou-se os pós por mistura de óxidos em moinho excêntrico. As amostras foram compactadas por prensagem uniaxial. Realizou-se a sinterização a 1500oC por 2 e 4 horas. A caracterização das amostras sinterizadas foi realizada por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de impedância, porosidade aparente e densidade aparente. Obteve-se as composições desejadas com apenas uma fase, correspondendo à fase perovskita. As composições com Sr apresentaram alta porosidade, cerca de 30%, o que inviabilizou a realização de medidas elétricas nas amostras dessas composições. O tempo de sinterização pouco influenciou nos valores das propriedades das amostras analisadas. As composições com Ca apresentaram porosidades baixas, onde a composição com 0,5% em mol de Ca, Ba0,975Ca0,025Ce0,2Zr0,7Y0,1O3-ẟ, apresentou densidade aparente de 5,72g/cm3, porosidade aparente de 0,96% e densidade relativa de 93,8%, indicando que a adição do cálcio ajudou na densificação das amostras. A composição com 0,5% em mol de Ca, apresentou condutividade elétrica de 2,98.10-3 S.cm-1 e energia de ativação total de 0,70 eV. |
