Síntese e caracterização do Ca3Co4O9 como material termoelétrico

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Emerenciano, Aline Alencar
• Orientador(a): Nascimento, Rubens Maribondo do
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ca3Co4O9; Método do citrato amorfo; Sol gel proteico; Reação de estado sólido; Coeficiente de Seebeck; Fator de potência; Termoelétricos
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27400

Diante da exigência por tecnologias mais limpas e de maior rendimento energético tem-se notado um foco significativo voltado para a pesquisa de materiais termoelétricos, capazes de converter energia térmica em energia elétrica. O óxido de metal Ca3Co4O9, é uma ótima alternativa, visto que suas propriedades específicas somadas ao aperfeiçoamento da sua microestrutura permitem a produção de um composto com características termoelétricas consideráveis em relação a outras relatadas na literatura. A fase estável Ca3Co4O9, presente em uma faixa muito restrita no diagrama de fases CaO-CoO, pode ser obtida através do controle da composição e da temperatura. Objetivando o aperfeiçoamento da obtenção da cobaltita de cálcio (C349) foram implantadas neste projeto três técnicas de sínteses diferentes seguidas de tratamento térmico (pré-calcinação a 350°C/2h, calcinação a 900°C/2h e sinterização a 900/24h). A síntese pelo método do citrato amorfo sem utilização de dispersante, a síntese pelo método Sol gel proteico e a síntese por Reação de Estado Sólido (com ativação mecânica por moagem de alta energia) usando CaCO3 proveniente de conchas de mariscos, o que reforça a motivação ambiental do trabalho. Em todas as amostras houve a formação do subsistema [Ca2CoO3-δ]q[CoO2], identificado por Difratometria de raios-X com refinamento Rietveld; a fase secundária Ca3Co2O6 esteve presente nas amostras provenientes do método do Citrato. Suas microestruturas foram analisadas por Microscopia eletrônica de Varredura com modo de Transmissão (STEM) e Espectroscopia de Raios-X por Dispersão de Energia (EDS) e a caracterização elétrica foi avaliada por medidas de Coeficiente de Seebeck, condutividade elétrica e Fator de Potência. As microestruturas das amostras sinterizadas apresentaram grãos em formato de placas com dimensões em escalas micro e nanométrica. Nos três métodos distintos, com densidades relativas em torno de 66%, o maior valor do Fator de Potência a 700 °C (0.21 mW/mK2) foi obtido para a amostra sintetizada pelo método Sol-gel Proteico.