Síntese e deposição por Spin Coating de LaSrMnO3 em eletrólitos para células a combustível Aluno: Daniel Araújo de Macedo Orientadores: Prof. Rubens Maribondo do Nascimento Prof. Antonio Eduardo Martinelli

Motivação A célula à combustível de óxido sólido (CCOS) destaca-se como promissora para a indústria do petróleo, pois permite a geração de elevada potência elétrica, bom rendimento, modularidade e a possibilidade de ter como combustível o próprio gás natural produzido nas plataformas. H2O + Eletricidade H2 O2 Eletrólise Célula Combustível Estes depósitos afetam a dirigibilidade do veículo (motor engasgando, rateando e afogando), reduzem o desempenho do motor (perda de potência, redução da aceleração, consumo do combustível, detonação, aumento do requisito de octanagem) e aumentam as emissões de gases de exaustão (HO,CO, NO).

Objetivos Otimização do sistema La0,78Sr0,22MnO3. Preparação de suspensão cerâmica para deposição. Deposição de filmes finos pela técnica spin coating. Caracterização da meia célula: => Estrutural por DRX. => Microestrutural por MEV. => Elétrica por espectroscopia de impedância. => Avaliação do desempenho catalítico.

Método spin coating Etapas do processo spin coating Equipamento spin coater Filme,  50m (LaSrMnO3) Substrato, 250-300m (8YSZ)

Metodologia Experimental Síntese do LaSrMnO3 Mn(NO3)2 Ácido cítrico Citrato de manganês La(NO3)3 Sr(NO3)2 Solução aquosa de cátions Etilenoglicol Deposição de filmes Resina polimérica Devido à instabilidade das correntes que compõem a nafta craqueada são necessários dois frascos com o mesmo material coletado para assegurar a repetibilidade e a reprodutibilidade dos resultados. Pó precursor Calcinação: 700ºC DRX Deposição de filmes Suspensão cerâmica

Resultados e Discussões Deposição do LSM 22 (resina) 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!!! 6 mg/100ml o de 30ppm e 5.4 mg/100ml o de 100ppm

Resultados e Discussões Difratogramas de raios X de filmes finos de LSM 22 depositados a diferentes velocidades de rotação e sinterizados a 500 ºC/2h. 6 mg/100ml o de 30ppm e 5.4 mg/100ml o de 100ppm

Resultados e Discussões Micrografias da superfície (1 camada) 1500 rpm 2000 rpm 6 mg/100ml o de 30ppm e 5.4 mg/100ml o de 100ppm 2500 rpm

Resultados e Discussões Micrografias da seção transversal (1 camada) 1500 rpm 2000 rpm 6 mg/100ml o de 30ppm e 5.4 mg/100ml o de 100ppm Análise de EDS

Publicações 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. Home page do evento: www.hyceltec.com 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 do evento: www.hyceltec.com 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: www.abceram.org.br/asp/cbc52/ 6 mg/100ml o de 30ppm e 5.4 mg/100ml o de 100ppm Filmes finos de La0,78Sr0,22MnO3 pelo método spin coating. In: 4º Workshop Internacional sobre Hidrogênio e Células a Combustível, Campinas, São Paulo.

Agradecimentos