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http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8YBSDE| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Uso da técnica de serigrafia para deposição de filmes de catodo de pilha a combustível de óxido sólido |
| Authors: | Antonio de Padua Lima Fernandes |
| First Advisor: | Tulio Matencio |
| First Co-advisor: | Rosana Zacarias Domingues |
| First Referee: | Hosane Aparecida Tarôco |
| Second Referee: | Rodrigo Lassarote Laval |
| Abstract: | A Ferrita Cobaltita de Lantâneo dopada com Estrôncio (LSCF) tem se monstrado como um material altamente promissor para ser usado como catodo de pilhas a combustível de óxido sólido devido a sua condutividade mista (iônica e eletrônica) e alta capacidade catalítica para a reação de redução do oxigênio. A técnica de serigrafia é muito utilizada para a produção de filmes de catodo, sendo uma técnica de baixo custo, de fácil operação e de resultados bastante reprodutíveis. Considerando-se estes fatos, este trabalho visou a obtenção de diferentes filmes de LSCF a partir da variação dos parâmetros do equipamento de serigrafia, buscando assim a combinação de parâmetros que possibilite a obtenção de filmes de catodo semelhantes aos das células comerciais. O pó de LSCF foi sintetizado pela rota Citrato na composição La0,6Sr0,4Co0,8Fe0,2O3-. O pó obtido foi caracterizado por análise térmica, adsorção gasosa e difração de raios-X. A partir do pó obteve-se uma suspensão que foi caracterizada por análise térmica e reologia. A suspensão foi utilizada para a produção de 45 células, obtidas variando a velocidade de deposição, pressão do rodo e mesh da tela. A microestrutura das células produzidas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. A partir desta análise foram selecionadas as células que mais se assemelhavam com os dados obtidos na literatura. Foram produzidas células utilizando YSZ e posteriormente CGO como eletrólito. Em todos os casos foi utilizado anodo de platina. A condutividade e a potência das células selecionadas foram estudadas posteriormente por espectroscopia de impedância eletroquímica e voltametria linear. Os resultados obtidos indicaram que as mudanças dos parâmetros de serigrafia influenciaram diretamente na microestrutura dos catodos depositados. Foi possível determinar a melhor combinação de parâmetros. As medidas elétricas mostraram que o eletrólito de CGO é bastante promissor, apresentando melhores resultados para suporte de catodo de LSCF do que o eletrólito de YSZ. Uma das células produzidas utilizando catodo de LSCF, eletrólito de CGO e anodo de platina forneceu a maior potência obtida até o momento pelo Laboratório de Materiais e Pilhas a Combustível de Óxido Sólido (Lampac) |
| Abstract: | The cobaltite ferrite of strontium-doped lanthanum (LSCF) has beendemonstrated as a highly promising material for use as fuel cell cathodes of solid oxide due to its mixed conductivity (ionic and electronic) and high catalytic ability for the reduction reaction oxygen. The screen printing technique is a technique widely used for the production of cathode films. This low-cost technique is easy to operate and shows reproducible results. Considering these facts, this work aimed at obtaining different LSCF films from the variation of the parameters of screen printing equipment, thus seeking the combination ofparameters that allows to obtain films of cathode similar to those of commercial cells. The LSCF powder, with La0,6Sr0,4Co0,8Fe0,2O3- composition was synthesized by the citrate route. This powder was characterized by differential scanning calorimetry, adsorption and X-ray diffraction. A suspension was prepared from powder, which was characterized by differential scanning calorimetry and rheology. The suspension was used for the production of 45 cells, obtained by varying the rate deposition, the pressure of the squeegee and the screen mesh. The cell microstructures were analyzed by scanning electronmicroscopy and we selected the cells that most closely looked like with data obtained from literature. Cells using YSZ and CGO were produced as electrolyte. In all cases platinum anode was used. The conductivity and the power of the selected cells were studied by electrochemical impedance spectroscopy and linear voltammetry. The results indicated that the change in screen printing parameters directly influence the microstructure of the deposited cathodes. It was possibleto determine the best combination of parameters. The electrical measurements showed that the CGO electrolyte proves to be quite promising, showing better results for LSCF support cathode than the YSZ electrolyte. One of the cells produced using LSCF as cathode, CGO as electrolyte and platinum as anode gave the highest power obtained until now by our laboratory (Lampac) |
| Subject: | Eletroquímica Físico-química Células a combustível Análise térmica Serigrafia |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8YBSDE |
| Issue Date: | 23-Jul-2012 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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