Ref.: MceMge32-008
Apresentador: Fernando Piazzolla
Autores (Instituição): Piazzolla, F.(Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares); Moraes, T.S.(IPEN-CNEN/SP); dos Santos Veiga, E.(IPEN-CNEN/SP); Fonseca, F.C.(IPEN-CNEN/SP);
Resumo:
A busca por fontes energéticas sustentáveis atualmente é uma prioridade devido as altas emissões de gases do efeito estufa com a utilização de combustíveis fosseis. Diante deste cenário, as células a combustível de hidrogênio destacam-se por produzir energia com baixas emissões de CO e CO2, além de poderem usar etanol como combustível. No entanto, é necessário encontrar materiais alternativos ao anodo clássico (Ni/YSZ), que é facilmente desativado ao utilizar hidrocarbonetos como combustível.
O compósito de níquel e zircônia estabilizada com ítrio (Ni/YSZ) é comumente utilizado devido à sua boa condutividade iônica e atividade catalítica; porém, esse compósito é suscetível à deposição de carbono quando combustíveis contendo carbono são usados na célula a combustível. A busca por compostos com resistência à formação de carbono e desempenho comparável ao Ni/YSZ é tema de intensa pesquisa. As perovskitas à base de titânio LaSrTiO3 (LST) tem sido amplamente estudadas, pois apresentam características importantes para uso como anodo. Os compostos LST são resistentes à formação de depósitos de carbono, mas sua atividade catalítica não se equipara à dos compósitos cerâmica-metal Ni/YSZ. Portanto, a dopagem química é uma alternativa para melhorar suas características químicas, visando seu uso em SOFC operando com combustíveis alternativos ao hidrogênio. A dopagem do LST com metais de transição, como níquel já foi observada resultar em materiais com nanopartículas do metal exsolvidas na superfície do composto LST. A exsolução, se caracteriza pela segregação de nanopartículas do metal de transição, previamente em solução sólida, na superfície do óxido. e posterior tratamento térmico em atmosfera redutora.
O presente estudo propõe o desenvolvimento de um anodo catalítico resistente a deposição de carbono baseado no LST com nanopartículas de Ni exsolvidas para aplicação em células a combustível com etanol direto.
Deste modo os materiais foram sintetizados utilizando o método de Pechini com posterior tratamento térmico, variando a temperatura de 650 – 900ºC, com posterior variação da temperatura do tratamento redutor, assim, sendo possível verificar a influência tanto da temperatura de calcinação quanto a temperatura de exsolução. As amostras foram caracterizadas com auxílio de técnicas com Difratometria de raio X, Termogravimetria, Espectroscopia Raman, Analise de área superficial e testes catalíticos. Os resultados obtidos comparados com trabalhos anteriores, mostram a melhora da atividade catalítica com a diminuição da temperatura de calcinação, assim como a influência da temperatura de exsolução no tamanho das partículas e na sua distribuição.