Synthesis and characterization of perovskite materials for production of mixed ionic and electronic conduction membranes

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T12:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta__o___daniel_d._athayde.pdf: 5122135 bytes, checksum: 0c17dc440d1022c71e9d1531cfb6fcd4 (MD5) Previous issue date: 27A necessidade de uma entrega de energia limpa está aumentando diariamente com as mudanças que estão ocorrendo em todo o planeta. métodos de separação de oxigênio para usinas de carvão são uma boa opção para alcançar as demandas e objetivos, uma vez que alguns sistemas idealizados apresentam um grande potencial para o controle de emissões de gás carbônico. Estudos recentes com membranas densas estão otimistas sobre a aplicação desta tecnologia no processo de separação de oxigênio. Perovskitas têm sido utilizados como um material estratégico para produzir membranas densas, uma vez que tem a capacidade de transporte de iões e electrões simultaneamente. Os melhores resultados relatados até agora são para o Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3- (bscf) perovskita. Neste trabalho, as perovskitas bscf foram sintetizados por duas variações do método sol-gel, a fim de atingir as propriedades óptimas para a preparação de membranas densas. A correlação entre as propriedades dos materiais e parâmetros de síntese foram estudadas e uma rota foi sugerido para estudos futuros. Além disso, a substituição parcial de césio, ítrio e escândio sobre a estrutura de perovskite foi realizado a fim de avaliar a capacidade da estrutura para acomodar catiões estranhos e alterar as propriedades do material final. substituição parcial com césio na A-site não foi possível, no entanto ítrio e escândio foram incorporados com sucesso. concentração de oxigénio vaga permitiu a estimativa da melhoria da permeação de oxigénio das membranas. Além disso, a estabilidade do perovskita com escândio foi medido sob uma atmosfera de CO2, confirmando prometendo melhorias na estabilidade da membrana.The need of a clean energy delivery is increasing daily with the changes taking place around the planet. Oxygen separation methods for coal power plants are a good option to reach the demands and goals, since some idealized systems show great potential for controlling carbonic gas emissions. Recent studies with dense membranes are optimistic about the application of this technology in the oxygen separation process. Perovskites have been used as a strategic material to produce dense membranes, since it has the ability to transport ions and electrons simultaneously. Best results reported so far are for the Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3- (BSCF) perovskite. In this work, the BSCF perovskites were synthesized by two variations of the sol-gel method in order to reach the optimum properties for the preparation of dense membranes. A correlation between the material properties and synthesis parameters were studied and a route was suggested for future studies. Also, partial substitution of cesium, yttrium and scandium on the perovskite structure was performed in order to assess the ability of the structure to accommodate foreign cations and change the properties of the final material. Partial substitution with cesium on the A-site was not possible, however yttrium and scandium were successfully incorporated. Oxygen vacancy concentration allowed estimation of improvements on the oxygen permeation of the membranes. Moreover, the stability of the perovskite with scandium was measured under CO2 atmosphere, confirming promising improvements on the membranes stability