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http://hdl.handle.net/1843/SFSA-954PWR| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Aço AISI 430 recoberto com cobalto de pilhas de celular: uso como interconector para pilhas a combustível de óxido sólido |
| Authors: | Eric Masalha Garcia |
| First Advisor: | Tulio Matencio |
| First Co-advisor: | Rosana Zacarias Domingues |
| First Referee: | Paulo Emilio Valadão de Miranda |
| Second Referee: | Honoria de Fatima Gorgulho |
| Third Referee: | Vanessa de Freitas Cunha Lins |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Hallen Daniel Rezende Calado |
| Abstract: | Em um cenário mundial cada vez mais voltado para fontes mais limpas de energia, as Pilhas a Combústivel de Óxido Sólido (PaCOS) são uma ótima opção. Além de terem uma alta eficiência de conversão entre energia química em energia elétrica (próximo a 80% considerando a co-geração) as PaCOS são ambientalmente muito favoráveis pois, considerando o hidrogênio como combustível, o rejeito do processo é o vapor de água. Apesar de muitas vantagens exibidas pelas PaCOS um grande fator limitante na sua fabricação ainda é o custo de seus componentes. Devido a alta temperatura de operação das PaCOS (entre 600 e 1000 ºC), seus componentes devem ser criteriosamente escolhidos de forma a resistirem, principalmente, à corrosão provocada pela atmosfera altamente oxidante no lado do catodo. Os componentes que possuem maiores critérios a serem observados são os interconectores elétricos. Estimase que estes materiais correspondam a mais de 60% do custo total das PaCOS. No sentido de diminuir o custo de produção dos interconectores elétricos para as PaCOS, neste trabalho foi utilizado o aço inoxidável AISI 430 recoberto com uma camada de cobalto. O aço AISI 430 foi escolhido devido a seu baixo custo em relação às ligas comerciais utilizadas como o Crofer e Inconel. A cobertura de cobalto foi obtida a partir da técnica de eletrodeposição devida a sua versatilidade, baixo custo e fácil adaptação para escala industrial. Além de melhorar de maneira significativa a resistência à corrosão e a condutividade, a eletrodeposição de cobalto possibilitou a reciclagem das pilhas de íon-Li exauridas de telefones celulares. Isto foi possível, pois, a solução de cobalto utilizada para a eletrodeposição, foi obtida pela dissolução do catodo destas pilhas que corresponde a um óxido misto de cobalto e lítio (LiCoO2). A reciclagem das pilhas exauridas de telefones celulares é um tema de grande importância ambiental e econômica. Assim, este trabalho apresenta uma alternativa altamente viável para diminuir significativamente os custos de produção das PaCOS e ao mesmo tempo dar uma solução simples para um problema extremamente complexo que é o descarte de pilhas. |
| Abstract: | In a world stage increasingly turned to cleaner sources of energy, Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) are a great option. Besides having a high conversion efficiency of chemical energy into electrical energy (close to 80% considering the co-generation) the SOFC are very environmentally friendly because, considering hydrogen as fuel, the waste of the process is water vapor. Despite many advantages exhibited by the SOFC abig limiting factor in its manufacturing is still the cost of its components. Due to the high operating temperature of SOFC (between 600 and 1000 oC), its components must be carefully selected so as to withstand mainly the corrosion caused by the highly oxidizing atmosphere on the cathode side. The components that have higher criteria to be observed are the electrical interconnects. It is estimated that these materials satisfymore than 60% of the total cost of SOFC. In order to reduce the production cost of the electrical interconnects for SOFCs, in this study we used the AISI 430 stainless steel coated with a cobalt layer. The AISI 430 stainless steel was chosen because of its low cost compared to commercial alloys used as Crofer and Inconel. The coverage of cobalt was obtained from electrodeposition technique due to its versatility, low cost and easyadaptation to industrial scale. In addition to significantly improve corrosion resistance and conductivity, the electrodeposition of cobalt enabled the recycling of batteries depleted Li-ion cell phones. This was possible because the cobalt solution used for the electrodeposition was obtained by dissolving the cathode of the battery which is amixed oxide of cobalt and lithium (LiCoO2). Recycling of exhausted batteries of mobile phones is a topic of great environmental and economic. Thus, this paper presents a highly viable alternative to significantly reduce the production costs of SOFC while giving a simple solution to an extremely complex problem that is battery disposal. |
| Subject: | Eletroquímica Reaproveitamento (Tecnologia quimica) Cobalto Físico-química Células a combustível Análise térmica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/SFSA-954PWR |
| Issue Date: | 11-Dec-2012 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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