Compostos da família La1-xSr xCr0,5Mn0,5O3 são apontados como potenciais anodos cerâmicos de células a combustível de óxidos sólidos. A utilização de anodos cerâmicos tem como objetivo eliminar os problemas de depósito de carbono na superfície do níquel e a baixa resistência a ciclos de redução/oxidação observados no compósito cerâmica-metal à base de zircônia estabilizada e níquel, que é o material anódico mais usado nestas células. Neste estudo são apresentados os resultados da síntese pela técnica dos precursores poliméricos e da caracterização de compostos com x = 0,5, estequiométrico e com 5% de deficiência catiônica no sítio A da estrutura perovskita La1-xSr xCr0,5Mn0,5O3 e (La1-xSr x)0,95Cr0,5Mn0,5O3, respectivamente. Os resultados evidenciam que o composto estudado possui altos valores de condutividade elétrica e baixa reatividade com eletrólitos à base de zircônia.

La1-xSr xCr0.5Mn0.5O3 perovskites have been pointed out as potential ceramic anode materials for solid oxide fuel cell. The use of a ceramic anode is desirable in order to overcome both the coke formation on the Ni surface and the redox cycling instability of the stabilized-zirconia/Ni cermets, which is the most used anode in solid oxide fuel cells. In the present study, it is reported the results of the synthesis by the polymeric precursor technique and the characterization of compounds with x = 0.5, stoichiometric and with 5% A-site cationic deficiency La1-xSr xCr0.5Mn0.5O3 and (La1-xSr x)0.95Cr0.5Mn0.5O3, respectively. The results reveal that such a ceramic has high electrical conductivity values and low reactivity with zirconia based electrolytes.

A partir da definição de células a combustível, é feita uma introdução sucinta dos tipos de células e dos materiais cerâmicos que são empregados em projeto e fabricação destes dispositivos geradores de energia elétrica. Tomando por base a ampla literatura científica disponível em publicações periódicas internacionais indexadas e arbitradas, bem como patentes, são relatados com detalhes os materiais cerâmicos com comportamento elétrico adequado para uso como eletrólitos, anodos, catodos, interconectores e selantes, que são os componentes básicos de células a combustível de óxidos sólidos. Por fim, é feita uma avaliação do estado da arte na pesquisa e desenvolvimento de materiais cerâmicos para uso em células a combustível de óxidos sólidos.

Basic definitions of fuel cells and a brief introduction of different types of fuel cells are given. A review of the most important ceramic materials being considered for the design and fabrication of devices for producing electrical energy is presented. Ceramic materials with suitable electrical behavior to be used as electrolytes, anodes, cathodes, interconnectors, and sealants of solid oxide fuel cells are reported with details, taking into account the large number of available indexed and refereed scientific publications and patents. Finally, an evaluation of the state of the art of the research and development of ceramic materials for solid oxide fuel cells is presented.

We have performed a systematic study of the structural, transport, and magnetic properties of polycrystalline samples of the magnetic superconductors Ru1-xIr xSr2GdCu2O8; x = 0, 0.02, 0.05, 0.10, and 0.15. The samples were prepared by solid state reaction and sintered at 1060 ºC for 72 h under O2 flow. X-ray diffraction analysis shows that all samples are nearly single phase and that the lattice parameters are independent of Ir content. Transport properties measurements revealed that the Ru substitution by Ir results in a decrease of Tc,onset from ~50 K (x = 0) to ~30 K (x = 0.10). Further addition of Ir (x > 0.10) causes an evolution from metallic to nonmetallic behavior of r(T). We have also found that magnetic order develops in the undoped Ru-1212 materials near T M ~ 130 K. This temperature decreases linearly with increasing Ir content at the rate of ~ -1.6 K / Ir at.%, suggesting that Ir effectively substitutes Ru in the RuO planes. A subtle drop in r(T) is observed close to T M, probably due to the suppression of the spin-flip scattering. The magnetoresistivity measurements revealed that the temperature Tc,zero, in which r(T) ~ 0, decreases rapidly for low applied magnetic fields (H < 2 T), and that this drop becomes much less pronounced in higher magnetic fields (2 < H < 18 T). The appreciable broadening of r(T) curves at low magnetic fields is reminiscent of the behavior in high-Tc materials showing granular behavior, as for example in Sm1.85Ce0.15CuO4-y.

Neste trabalho são descritas a montagem e a calibração de um sistema de medidas elétricas com o controle da pressão parcial de oxigênio. Este sistema permite a realização de medidas elétricas desde a temperatura ambiente até 1000 °C em ampla faixa de pressões parciais de oxigênio entre 10-6 e 1 atm. O sistema utiliza as propriedades eletroquímicas dos eletrólitos sólidos à base de zircônia estabilizada para produzir e detectar pressões parciais de oxigênio com boa precisão. As calibrações e testes realizados, compreendendo a verificação das leis de Nernst e de Faraday, evidenciaram o bom funcionamento dos dispositivos construídos. A montagem apresentada neste trabalho, utilizada em conjunto com um sistema de medidas de espectroscopia de impedância, permite a realização de diversos estudos acerca das propriedades elétricas de materiais. Também são apresentados neste trabalho dois exemplos destes estudos, que consistem na investigação das propriedades elétricas de eletrólitos sólidos à base de zircônia e de varistores à base de óxido de estanho.

The set-up and calibration of a system for electrical measurements under controlled oxygen partial pressure is described. The system allows for the electrical characterization of materials from room temperature to 1000 ºC over a wide range of oxygen partial pressures ranging from 10-6 to 1 atm. The system takes advantage of the electrochemical properties of the zirconia based solid electrolytes to produce and detect controlled oxygen partial pressures with accuracy. The calibrations and tests, and also the experimental verifications of both Nernst and Faraday laws, assure that the whole experimental arrangement works properly. Such a set-up along with an impedance spectroscopy measurement system provides a useful tool to study the electrical properties of different materials. In this work, two examples concerning the electrical characterization of zirconia based electrolytes and tin oxide varistors are also presented