Title

INFLUENCE OF THE SYNTHESIS METHOD OF NANOSTRUCTURED La1 - xSrxMnO3-BASED MATERIALS FOR SOLID OXIDE FUEL CELL CATHODES

INFLUÊNCIA DO METODO DE SÍNTESE DE MATERIAIS NANOESTRUTURADOS TIPO- La1 - xSrxMnO3 PARA CATODOS DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO

Authorship

Conceição, Leandro da; Ribeiro, Nielson Fernando Paixão; Furtado, José Geraldo de Melo; Souza, Mariana de Mattos Vieira Mello

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Ribeiro, Nielson Fernando Paixão

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Furtado, José Geraldo de Melo

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Souza, Mariana de Mattos Vieira Mello

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DOI

10.5151/2594-5327-0334

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Abstract

The Sr-doped lanthanum manganites (La1 - xSrxMnO3, LSM) have been studied as a promising material for cathodes in solid oxide fuel cells (SOFC). This material presents interesting properties such as chemical and thermal stabilities, high catalytic activity for the oxygen reduction, thermal expansion coefficient similar to that of solid electrolyte (YSZ) and high electrical conductivity. In this context, the present work is aimed to contribute to the synthesis and characterization of nanostructured powders to produce SOFC cathodes, by different chemical synthesis methods. The LSM (x = 0.3) was synthesized by combustion, citrate and solid-state methods. All powders obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), textural analysis determined by physical adsorption of N2 (BET), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray fluorescence (XRF) analysis. Preliminary results indicate that the synthesis of LSM by the citrate method provided the production of smaller nanoparticles than to combustion and solid state methods, which produced particles with sizes around 12-21 nm. The SEM shows that the citrate method resulted in narrower particle size distribution than the other methods. The BET surface area was around 10 m2/g for the samples prepared by the method of citrate, slightly larger than the other methods.

Manganitas de lantânio dopadas com Sr foram estudadas como um importante material para uso como catodos de células a combustíveis de óxido sólido (SOFC). Este material apresenta boas propriedades, como estabilidade térmica e química, alta atividade catalítica para a redução de oxigênio, coeficiente de expansão térmica semelhante ao do eletrólito sólido (YSZ) e alta condutividade elétrica. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo contribuir para a síntese e caracterização de pós nanoestruturados para serem utilizados como catodos de SOFC, por diferentes métodos de síntese. La1 - xSrxMnO3 LSM (x = 0.3) foi sintetizado pelos métodos de combustão, citrato e estado sólido. Todos os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (ATG), análise textural por adsorção física de N2 (BET), microscopia eletrônica varredura (MEV) e análise de fluorescência de raios-X (FRX). Os resultados preliminares indicam que a síntese de LSM pelo método citrato proporciona a obtenção de pós com diâmetros de partícula menores, em relação aos métodos de combustão e estado sólido, que produziram partículas com dimensões da ordem de 12-21 nm. A MEV mostrou que o método citrato resulta em maior formação de aglomerados devido à quantidade de partículas pequenas e com distribuição de tamanho mais estreita. A área superficial (BET) apresentou valores de cerca de 10 m2/g para a amostra preparada pelo método de citrato, um pouco maior que os outros métodos.

Keywords

Lanthanum manganites; Nanopowder synthesis; SOFC cathode.

Manganitas de lantânio; Síntese de nanopós; Catodo de SOFC.