Anodos eletrocatalíticos para reforma interna de etanol em pilhas a combustível de óxido sólido

Autor: Welerson de Jesus Lima
Přispěvatelé: Tulio Matencio, Arilza de Oliveira Porto, Vanya Marcia Duarte Pasa
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: Empregando a rota Pechini foram sintetizados pós de NiO e de CGO para produção e otimização de suspensões de eletrodo e eletrólito de pilha a combustível de óxido sólido (PaCOS). Visando a reforma interna de etanol no anodo das PaCOS, catalisadores de óxidos de molibdênio (MoO2) foram testados em células de PaCOS planas circulares (50 mm de diâmetro e ~ 0,4 mm de espessura), constituídas por uma camada catódica, 2 camadas eletrolíticas e 2 camadas anódicas. A caracterização físico química dos materiais foi realizada empregando as técnicas de análises de BET, de difração de raios-X e de microscopia eletrônica de varredura. O desempenho eletroquímico da célula de PaCOS foi avaliado por espectroscopia de impedância eletroquímica e voltametria linear. A célula de PaCOS completa na presença do catalisador à base de MoO2 apresentou baixa resistência de polarização de 0,51 ohm.cm-2, densidade de corrente de 0,98 A.cm-2 e densidade de potência máxima de 404 mW cm-2, usando como combustível uma mistura de 33 % (v/v) de etanol em água alimentada diretamente no anodo na temperatura de 740 ºC. Os resultados com a célula sem o catalisador usando o hidrogênio como combustível foram: resistência de polarização 0,88 ohm.cm-2, densidade de corrente 0,65 A.cm-2 e densidade de potência máxima 339 mW cm-2. Os resultados apontam um bom desempenho eletroquímico e uma atividade catalítica promissora do MoO2 para reforma direta do etanol. O desempenho poderá ser melhorado com a otimização da espessura dos filmes e da concentração de molibdênio no anodo. Using the Pechini route, NiO and CGO powders were synthesized for the production and optimization of electrode and electrolyte suspensions of solid oxide fuel cell (SOFC). Aiming at the internal reform of ethanol in the SOFC anode, molybdenum oxides (MoO2) catalysts were tested in circular flat (50 mm diameter and ~ 0.4 mm thick) SOFC cells consisting of a cathodic layer, 2 electrolytic layers and 2 anodic layers. The physical chemistry characterization of the materials was performed using BET, X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. Theelectrochemical performance of the SOFC cell was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy and linear voltammetry. The complete SOFC cell in the presence of the MoO2-based catalyst showed low polarization strength of 0.51 ohm.cm-2, current density of 0,98 A.cm-2 and maximum power density of 404 mW cm-2, using as fuel a mixture of 33% (v / v) ethanol in water fed directly into the anode at 740 ° C. The results with the cell without the catalyst using hydrogen as fuel were;polarization resistance 0.88 ohm.cm-2, current density 0.65 A.cm-2 maximum power density 334 mW cm-2. The results point to a good electrochemical performance and a promising catalytic activity of MoO2 for direct ethanol reform. Performance can be improved by optimizing film thickness and molybdenum concentration in the anode.
Databáze: OpenAIRE
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