NATALIA KONDO MONTEIRO
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Artigo IPEN-doc 24468 Synthesis of Ru-doped double perovskite anode for SOFC2017 - MONTEIRO, N.K.; CANDIDO, G.A.S.; FONSECA, F.C.Pr0.5Ba0.5MnO3 was studied as the precursor phase of the double perovskite PrBaMn2O5+δ (PBMO) anode material for solid oxide fuel cells (SOFC). The general properties were studied in both the pristine compound and Ru-doped samples Pr0.5Ba0.5Mn1-xRuxO3 (PBMRu). Ru substitution at the B-site is expected to enhance the catalytic properties of the ceramic towards ethanol or methane fuels. The studied compounds were synthesized by the polymeric precursor method and characterized by thermogravimetric analyses, X-rays diffraction (XRD), and electrical transport properties. The experimental data show PBMO phase formation occurring at ~800°C and single phase compounds at ~1100°C up to ~10 at.% of Ru substituted. Similar ionic radius of Ru3+ and Mn3+ results in little effect on both the crystalline structure and electrical conductivity as compared to the pristine compound.Artigo IPEN-doc 23095 Optimization of spin-coated electrodes for electrolyte-supported solid oxide fuel cells2017 - NOBREGA, SHAYENNE D. da; MONTEIRO, NATALIA K.; TABUTI, FRANCISCO; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.Electrodes for electrolyte-supported solid oxide fuel cells (SOFC’s) were fabricated by spin coating. Strontium- doped lanthanum manganite (LSM) cathode and nickel yttria-stabilized zirconia cermet anodes were synthesized and processed for enhanced deposition conditions. The influence of electrode microstructural parameters was investigated by a systematic experimental procedure aiming at optimized electrochemical performance of single cells. Polarization curves showed a strong dependence on both electrode thickness and sintering temperature. By a systematic control of such parameters, the performance of single cells was significantly enhanced due to decreasing of polarization resistance from 26 Ω cm² to 0.6 Ω cm² at 800°C. The results showed that spin-coated electrodes can be optimized for fast and cost effective fabrication of SOFCs.Dissertação IPEN-doc 17215 Síntese e caracterização de manganita-cromita de lantânio dopada com rutênio para anodos de células a combustível de óxidos sólidos2011 - MONTEIRO, NATALIA K.Diversos anodos para célula a combustível de óxido sólido (SOFC) têm sido estudados devido aos problemas de deterioração dos anodos tradicionalmente usados, os compósitos à base de zircônia estabilizada/Ni (YSZ/Ni). Estudos prévios evidenciaram que a perovskita La0,75Sr0,25Cr0,50Mn0,50O3 (LSCM) possui desempenho similar em SOFCs usando hidrogênio e metano como combustível, tornando essa cerâmica um possível substituto dos compósitos à base de níquel. No presente estudo, foram sintetizados compostos La0,75Sr0,25Cr0,50-xMn0,50- yRux,yO3 (LSCM-Ru) pelo método dos precursores poliméricos. Análises termogravimétrica e térmica diferencial (TG/ATD) simultâneas e difração de raios X (DRX) foram utilizadas para monitorar a evolução térmica das resinas precursoras e a formação de fase dos compostos. As propriedades elétricas de amostras sinterizadas foram estudadas pela técnica de 4 pontas de prova dc na faixa de temperatura entre 25 °C e 800 °C. Os resultados experimentais indicaram a formação de fase única dos compostos LSCM-Ru calcinados a ~1200 °C. Os parâmetros de rede, calculados a partir dos dados de DRX, revelaram que a substituição parcial dos íons Cr ou Mn pelo Ru não altera significativamente a estrutura cristalina do LSCM até x,y ~ 0,10; uma característica consistente com os raios iônicos similares dos cátions Cr, Mn e Ru com número de coordenação seis. Medidas de resistividade elétrica ao ar mostraram que o mecanismo de transporte não é alterado e que o efeito da substituição de Ru nas propriedades elétricas do composto depende do íon substituído (Cr ou Mn) de maneira consistente com suas substituições parciais. Os testes de SOFCs unitárias revelaram que células com os anodos constituídos por uma camada coletora de corrente do anodo cerâmico LSCM-Ru e uma camada funcional de YSZ/Ni têm desempenho superior a células contendo apenas o anodo cerâmico. As células contendo os anodos cerâmicos LSCM-Ru foram testadas em hidrogênio e etanol, entre 800 °C e 950 °C, e mostraram desempenho em etanol superior ao em hidrogênio; uma característica que foi associada às propriedades de transporte eletrônico dos compostos LSCM-Ru em atmosfera redutora. Os resultados sugerem que os compostos LSCM com substituição parcial de Ru são anodos promissores para SOFC operando com etanol.Artigo IPEN-doc 18335 A direct ethanol anode for solid oxide fuel cell based on a chromite-manganite with catalytic ruthenium nanoparticles2012 - MONTEIRO, N.K.; NORONHA, F.B.; COSTA, L.O.O. da; LINARDI, M.; FONSECA, F.C.La0.75Sr0.25Cr0.50Mn0.50O3 (LSCM) perovskite was studied aiming at effective anodes for direct (dry) ethanol fueled solid oxide fuel cells. Both the transport and catalytic properties of LSCM were studied in compounds with partial substitutions of either Mn or Cr by Ru (LSCM-Ru). X-ray diffraction data evidenced that single phase compounds were obtained at 1200 C, without significant structural distortions upon Ru addition. Under reducing atmosphere both the exsolution of Ru nanoparticles to the surface of LSCM grains and enhanced electronic conductivity of LSCM-Ru samples were observed. Solid oxide single fuel cells tests showed that LSCM-Ru anodes have higher performance running on direct ethanol than on hydrogen. Such an increase in fuel cell performance was correlated to both the enhanced electronic transport and the catalytic properties of LSCM-Ru. The catalytic tests revealed that Ru addition enhanced the stability of LSCM and suppressed carbon deposition under ethanol, indicating that such compound is a promising anode for direct ethanol solid oxide fuel cell.Artigo IPEN-doc 17410 Ceramic oxide anode with precipitated catalytic nanoparticles for ethanol fueled SOFC2011 - MONTEIRO, N.K.; NOBREGA, S.D.; FONSECA, F.C.