Síntese e deposição por Spin Síntese e deposição por Spin Coating de LaSrMnOCoating de LaSrMnO33 em em eletrólitos para células a eletrólitos para células a

combustívelcombustível

Aluno: Aluno: Daniel Araújo de MacedoDaniel Araújo de MacedoOrientadores: Orientadores: Prof. Rubens Maribondo do NascimentoProf. Rubens Maribondo do Nascimento

Prof. Antonio Eduardo MartinelliProf. Antonio Eduardo Martinelli

MotivaçãoMotivação

A célula à combustível de óxido sólido (CCOS) destaca-se como A célula à combustível de óxido sólido (CCOS) destaca-se como promissora para a indústria do petróleo, pois permite a geração de promissora para a indústria do petróleo, pois permite a geração de elevada potência elétrica, bom rendimento, modularidade e a elevada potência elétrica, bom rendimento, modularidade e a possibilidade de ter como combustível o próprio gás natural possibilidade de ter como combustível o próprio gás natural produzido nas plataformas.produzido nas plataformas.

H2O+

Eletricidade

H2

+O2

Eletrólise

Célula Combustíve

l

ObjetivosObjetivos

Otimização do sistema LaOtimização do sistema La0,780,78SrSr0,220,22MnOMnO33..

Preparação de suspensão cerâmica para deposição.Preparação de suspensão cerâmica para deposição.

Deposição de filmes finos pela técnica spin coating.Deposição de filmes finos pela técnica spin coating.

Caracterização da meia célula:Caracterização da meia célula:

=> Estrutural por DRX.=> Estrutural por DRX.

=> Microestrutural por MEV.=> Microestrutural por MEV.

=> Elétrica por espectroscopia de impedância.=> Elétrica por espectroscopia de impedância.

=> Avaliação do desempenho catalítico.=> Avaliação do desempenho catalítico.

Método spin coatingMétodo spin coating

Filme, 50m (LaSrMnO3)

Substrato, 250-300m (8YSZ)

Equipamento spin coaterEtapas do processo spin coating

Metodologia ExperimentalMetodologia ExperimentalSíntese do LaSrMnOSíntese do LaSrMnO3 3 Mn(NO3)2 Ácido cítrico

Citrato de manganês

Solução aquosa de cátions

La(NO3)3

Etilenoglicol

Resina polimérica

Sr(NO3)2

Pó precursor

Calcinação: 700ºC DRX

Suspensão cerâmica

Deposição de filmes

Deposição de filmes

Resultados e DiscussõesResultados e DiscussõesDeposição do LSM 22 (resina) Deposição do LSM 22 (resina)

sobre lamínula de vidro.sobre lamínula de vidro.Deposição de 5 camadas

• Spin coating: 500 rpm (15 seg.)

1500 rpm (40 seg.)

1700 rpm (5º camada)

• Pré-secagem: 110ºC/10min.

• Tratamento térmico:

50ºC 200ºC (2h) 500ºC (2h)

Aquecimento: 1ºC/min.

Resfriamento: 5-10ºC/min.

Filme muito espesso!!!

Resultados e DiscussõesResultados e DiscussõesDifratogramas de raios X de filmes finos de LSM 22 depositados a Difratogramas de raios X de filmes finos de LSM 22 depositados a

diferentes velocidades de rotação e sinterizados a 500 ºC/2h.diferentes velocidades de rotação e sinterizados a 500 ºC/2h.

Resultados e DiscussõesResultados e DiscussõesMicrografias da superfície (1 camada)Micrografias da superfície (1 camada)

1500 rpm1500 rpm 2000 rpm2000 rpm

2500 rpm2500 rpm

Resultados e DiscussõesResultados e DiscussõesMicrografias da seção transversal (1 camada)Micrografias da seção transversal (1 camada)

1500 rpm1500 rpm 2000 rpm2000 rpm

Análise de EDSAnálise de EDS

PublicaçõesPublicaçõesSíntese, processamento e caracterização de pós ZrO2-8Y2O3, ZrO2-8CeO2 e La0,78Sr0,22MnO3. In: I Síntese, processamento e caracterização de pós ZrO2-8Y2O3, ZrO2-8CeO2 e La0,78Sr0,22MnO3. In: I Simposium Ibérico de Hidrogeno, Pilas de Combustible y Baterias Avanzadas, 2008, Bilbao, Espanha. Simposium Ibérico de Hidrogeno, Pilas de Combustible y Baterias Avanzadas, 2008, Bilbao, Espanha. Home page do evento: Home page do evento: www.hyceltec.comwww.hyceltec.com

Síntese de LSM para aplicação em cátodos de células a combustível de óxido sólido. In: I Simposium Síntese de LSM para aplicação em cátodos de células a combustível de óxido sólido. In: I Simposium Ibérico de Hidrogeno, Pilas de Combustible y Baterias Avanzadas, 2008, Bilbao, Espanha. Home page Ibérico de Hidrogeno, Pilas de Combustible y Baterias Avanzadas, 2008, Bilbao, Espanha. Home page do evento: do evento: www.hyceltec.comwww.hyceltec.com

Preparação de manganitas de lantânio com substituições de 15 e 22% de Sr+2. In: 52º Congresso Preparação de manganitas de lantânio com substituições de 15 e 22% de Sr+2. In: 52º Congresso Brasileiro de Cerâmica, 2008, Florianópolis, Brasil. Home page do evento: Brasileiro de Cerâmica, 2008, Florianópolis, Brasil. Home page do evento: www.abceram.org.br/asp/cbc52/www.abceram.org.br/asp/cbc52/

Filmes finos de LaFilmes finos de La0,780,78SrSr0,220,22MnOMnO33 pelo método spin coating. In: 4º Workshop pelo método spin coating. In: 4º Workshop Internacional sobre Hidrogênio e Células a Combustível, Campinas, São Paulo.Internacional sobre Hidrogênio e Células a Combustível, Campinas, São Paulo.

AgradecimentosAgradecimentos