ISSN 1517-7076
Revista Matéria, v. 12, n. 3, pp. 428 – 437, 2007
http://www.materia.coppe.ufrj.br/sarra/artigos/artigo10722
Autor Responsável: Rubens Chiba
Data de envio: 16/03/06
Data de aceite: 01/09/06
Catodo para célula a combustível de óxido sólido: Síntese e
caracterização de manganito de lantânio dopado com estrôncio
Chiba, R.
I
; Vargas, R.A.
I
; Andreoli, M.
I
; Seo, E.S.M.
I
I
Laboratório de SOFC - Insumos e Componentes
Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais (CCTM)
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)
Av. Prof. Lineu Prestes, 2242 - Cidade Universitária
CEP 05508-000 - São Paulo - SP - Brasil
e-mail: rchiba@ipen.br, ravargas@ipen.br, mandreol@ipen.br, esmiyseo@ipen.br
RESUMO
As células a combustível (CaC) destacam-se como geradoras de energia distribuída, nas quais são
dispositivos eletroquímicos de baixo impacto ambiental, que são basicamente alimentadas pelo combustível
hidrogênio e pelo oxidante oxigênio, tendo como principais produtos, a eletricidade e a água. Estes
dispositivos vêm sendo considerados como uma opção real para a geração de energia elétrica distribuída de
maioria dos países, devido à possibilidade de construção modular, baixo nível de ruídos, produção simultânea
de energia elétrica e térmica, baixa restrição quanto à localização e elevada eficiência de conversão,
dependendo do tipo de CaC. As aplicações da CaC em demonstrações significativas têm atestado a
viabilidade em unidades estacionárias, móveis e portáteis.
Neste contexto, o manganito de lantânio dopado com estrôncio (La
1-x
Sr
x
MnO
3
), é um material
cerâmico de grande importância, devido principalmente ao seu uso como catodo em células a combustível de
óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cells - SOFCs). Nos últimos anos, o grande interesse dos pesquisadores em
relação a este material se deve principalmente às suas características tais como: boa estabilidade química e
térmica, alta atividade catalítica na redução do oxigênio, coeficiente de expansão térmica razoavelmente
similar ao eletrólito sólido (zircônia estabilizada com ítria) e alta condutividade elétrica.
No presente trabalho apresenta-se uma contribuição ao estudo das composições químicas e
estruturais de La
1-x
Sr
x
MnO
3
com concentrações de estrôncio (15 e 50 % em mol) pela técnica dos citratos. As
resinas foram caracterizadas por análise termogravimétrica (ATG) e análise térmica diferencial (ATD); e os
pós sintetizados foram caracterizados por absorção gasosa (LECO), espectrometria de fluorescência de
raios X (FRX), granulometria por espalhamento de feixe de laser (CILAS), adsorção gasosa (BET),
picnometria por gás hélio, difratometria de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As
características dos pós de La
1-X
Sr
X
MnO
3
foram avaliadas visando a utilização na preparação de suspensões
catódicas de filmes finos das SOFCs.
Palavras chaves: Célula a combustível de óxido sólido, manganito de lantânio dopado com estrôncio,
catodo, técnica dos citratos.
Cathode for solid oxide fuel cell: Synthesis and characterization of
strontium-doped lanthanum manganite
ABSTRACT
The fuel cells (FC) are distinguished as generating of distributed energy and are electrochemical
devices of low environmental impact. These devices are fed by hydrogen and oxygen, having as main
products, the electricity and the water. Fuel Cells are considered as a real option for the generation of electric
energy distributed of many countries, due to possibility of modular construction, low noises level, potential
for cogeneration, minimal siting and substantially higher conversion efficiency. Its applications have been
detached in stationary and mobile segments, and portable units.
In this context, the strontium-doped lanthanum manganite (La
1-X
Sr
X
MnO
3
) is a ceramic material
used as cathode in solid oxide fuel cells (SOFCs). Currently, the great interest of the researchers to this
material has been the study of its characteristics, such as: good chemical and thermal stability, high catalytic
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