Preparação de catalisadores de reforma de glicerol para células a combustível de eletrólito sólido

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo preparar o compósito de 1% (massa) de rutênio suportado sobre o condutor misto cerâmico (iônico e eletrônico), 'Ti IND. x'('Gd IND. 0,2''Ce IND. 0,8')'IND. (1-x)''O IND. (2-δ)', onde 0'< OU ='x'<OU='0,1, para utilizar como catalisador de reforma e ânodo (eletrodo tipo reforma interna) em Células a Combustível de Óxido Sólido (SOFC). O suporte cerâmico foi sintetizado pelo Método do Precursor Polimérico e calcinado a 400ºC, 700ºC, 1000ºC e 1150ºC em atmosfera estática de ar, sendo caracterizado por análise térmica simultânea (TG/DTA), Difração de Raio X (DRX) com refinamento estrutural pelo Método de Rietveld (REMR), análise textural por adsorção de 'N IND. 2' a 77K, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Energia Dispersiva de Raio X (EDX). O Ru foi depositado (1% em massa) sobre o suporte cerâmico pelo Método do Ácido Fórmico. Em seguida foi calcinado a 300ºC em atmosfera de 'N. IND. 2' e tratado a 1000ºC em atmosfera de 'H IND. 2' (20% em 'H IND. 2' ). A deposição do Ru foi confirmada pela Espectrometria de Emissão Atômica com plasma acoplado indutivamente (ICP-AES). A caracterização do compósito foi feita mediante DRX, MEV com Fonte de Emissão Eletrostática (MEV-FEG) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). por último, o material compósito de Ru foi submetido a testes catalíticos para hidro-reforma de glicerol. A análise térmica do suporte cerâmico mostrou que os compostos orgânicos são eliminados até 700ºC. Os resultados de DRX e REMR mostraram a presença fase única de fluorita (g.e. Fm3m) em T=700ºC para 0'< OU ='x'<OU='0,1 e em T=1000ºC, para x<0,1. Em T=1000ºC e em T=1150ºC observou-se a presença da segunda fase, de titanato de gadolínio ('Gd IND. 2''Ti IND. 2''O IND. 7', g.e. Fd3m) para x'>OU='0,1 e x'>OU='0,025, respectivamente...

The current work aimed to prepare the composite of ruthenium supported on the ceramic mixed conductor (ionic and electronic), 'Ti IND. x'('Gd IND. 0,2''Ce IND. 0,8')'IND. (1-x)''O IND. (2-δ)',where 0'< OU ='x'<OU='0,1, to be used as a catalyst for the reforming and anode (internal reforming electrode) in Oxide Solid Fuel Cells (SOFC). The ceramic supports were synthesized by Polymeric Precursor Method and calcined at 400ºC, 700ºC, 1000ºC and 1150ºC in air. The characterization was carried out by simultaneous thermal analysis (TG/DTA), X-ray Diffraction (XRD) being the structure refined by Rietveld Method (SRRM), textural analysis by adsorption of 'N IND. 2' at 77K, Scanning Electronic Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray (EDX). The Ru was deposited on ceramic support by Formic Acid Method, calcined at 300ºC in 'N. IND. 2' and calcined at 1000ºC under 20vol% 'H IND. 2' flow. The deposition was confirmed by Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). The characterization of the composite was performed by XRD, Field Emission Gun - Scanning Electronic Microscopy (FEG-SEM) and Transmission Electronic Microscopy (TEM). Finally, the catalytical activity of the composite material for glycerol steam reforming reaction was evaluated. The thermal analysis showed that most of organic compounds derived from the synthesis is eliminated up to 700ºC. The XRD and SRRM results showed that the samples crystallized as fluorite single phase (s.g.Fm3m) at T=700ºC for 0'< OU ='x'<OU='0,1and T=1000ºC,for x<0,1. The secondary phase of ('Gd IND. 2''Ti IND. 2''O IND. 7', g.e. Fd3m) was observed in the sample with x'>OU='0,1 when calcined at T=1000ºC and x'>OU='0.025 for the calcination temperature of 1150ºC. The textural analysis showed that the samples treated at 700ºC are mesoporous solids and, significant surface and porosity loss took place when treated at 1000ºC... (Complete abstract click electronic access below)