DANIEL RICCO ELIAS

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  • Artigo IPEN-doc 20725
    Low temperature synthesis of lanthanum silicate apatite type by modified solgel process
    2014 - MISSO, AGATHA M.; ELIAS, DANIEL R.; SANTOS, FERNANDO dos; YAMAGATA, CHIEKO
    Rare earth silicate apatite type is a very important and promising material for application as an electrolyte in IT-SOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell). Lanthanum silicate apatite, La9.33Si6O26, exhibits high conductivity and has high efficiency, long term stability, fuel flexibility, low emissions and relatively low cost compared to yttria stabilized zirconia (YSZ), at temperatures between 600 and 800 °C. One of the problems of YSZ is its high operating temperature, which results in long starting times and problems of mechanical and chemical compatibility. The interest of investigating lanthanum silicate apatite as an electrolyte is to overcome the problems caused by high temperature operation required by YSZ electrolyte. In the present study, the sol-gel method was used to synthesize La9.33Si6O26. Initially, the reagents (sodium silicate and lanthanum nitrate) were mixed to obtain colloidal silica. Then, this gel containing lanthanum nitrate was thermally treated to allow the melting of lanthanum nitrate salt distributed on colloidal silica. The aim of this study was to verify if this method permits the formation of La9.33Si6O26 pure apatite phase, in order to obtain fine powders and uniform particles for further processing and obtaining a ceramic body.
  • Resumo IPEN-doc 19088
    Synthesis of lanthanum silicate oxyapatite ceramic powder as a solid oxide fuel cell electrolyte by a new modified sol gel method
    2013 - ELIAS, DANIEL R.; LIRA, SABRINA L.; PAIVA, MAYARA R.S.; MISSO, AGATHA M.; YAMAGATA, CHIEKO
  • Artigo IPEN-doc 18441
    Síntese de pós de Lasub(9,56)(SiOsub(4))sub(6)Osub(2,34) e Lasub(9,8)Sisub(5.7)Mgsub(0.3)Osub(26,4) por processo sol-gel modificado
    2012 - LIRA, SABRINA L.; PAIVA, MAYARA R.S.; MISSO, AGATHA M.; ELIAS, DANIEL R.; YAMAGATA, CHIEKO
  • Artigo IPEN-doc 19862
    Low temperature synthesis of lanthanum silicate apatite type by modified sol gel process
    2013 - MISSO, AGATHA M.; ELIAS, DANIEL R.; SANTOS, FERNANDO dos; YAMAGATA, CHIEKO
  • Dissertação IPEN-doc 19932
    Síntese e caracterização de pós de silicato de lantânio tipo apatita para eletrólito em SOFC
    2013 - ELIAS, DANIEL R.
    A temperatura de operação de células a combustível de óxido sólido (SOFCs) que utilizam zirconia estabilizada com itria (YSZ) como eletrólito é 1000 oC. Essa alta temperatura gera graves problemas relativos a materiais e vida util da célula. Por isso, condutores iônicos que possuem alta condutividade em temperaturas inferiores são pesquisados atualmente. Estudos mostraram que La10Si6O27 tipo apatita possui alta condutividade iônica de oxigenio, que é comparativamente maior que a de YSZ, a 500 oC, sendo, portanto, um potencial candidato como eletrólito para SOFC. O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de técnicas de síntese de silicato de lantânio tipo apatita. Rotas inéditas de solgel modificada para sintetizar La9,33Si6O26 são propostas. Volumes estequiométricos de soluções de Na2SiO3 e LaCl3 foram misturados para a formação de gel de Si. Em seguida este gel foi calcinado a 900 °C, lavado, filtrado e tratado novamente a 900 °C. Em outra rota, volumes estequiométricos de soluções de Si (Na2SiO3 ou TEOS) e de La (LaCl3) foram utilizados para obtenção de gel de Si. Em seguida, hidróxido de La foi precipitado pela adição de uma base (NaOH ou NH4OH) ao gel. O material resultante foi calcinado a 900 °C, lavado, filtrado e tratado novamente a 900 °C. Pós de aglomerados fracos e alta sinterabilidade foram obtidos. DRX dos pós mostrou a estrutura de apatita monofásica a 900 oC. Morfologia de ceramica densa foi observada em imagens de MEV da superfície das pastilhas sinterizadas a 1200,1300 e 1400 oC por 4 h. Estas temperaturas e tempo de sinterização são significativas, pois no método convencional temperaturas superiores a 1700oC e tempos muito maiores são necessários para obtenção de tais cerâmicas. Densidades relativas superiores a 90% foram obtidas através dos métodos propostos. Uma conclusão importante é que TEOS, o reagente usual de alto custo, pode ser substituído por Na2SiO3, de preço muito mais baixo, para obter La9,33Si6O26 tipo apatita.
  • Artigo IPEN-doc 18918
    Influence of the precursor concentration on the characteristics of silica powder obtained from Nasub(2)SiOsub(3) by a facile low temperature synthesis process
    2012 - YAMAGATA, CHIEKO; ELIAS, DANIEL R.; PAIVA, MAYARA R.S.; MISSO, AGATHA M.; MELLO CASTANHO, SONIA R.H.
  • Artigo IPEN-doc 19079
    Facile preparation of apatite-type lanthanum silicate by a new water-based sol-gel process
    2013 - YAMAGATA, CHIEKO; ELIAS, DANIEL R.; PAIVA, MAYARA R.S.; MISSO, AGATHA M.; CASTANHO, SONIA R.H.M.
    In recent years, apatite-type lanthanum silicates ([Ln10x(XO4)6O3–1.5x] (X = Si or Ge)) have been studied for use in SOFC (solid oxide fuel cells), at low temperature (600–800 8C), due to its ionic conductivity which is higher than that of YSZ (Yttrium Stabilized Zirconia) electrolyte. For this reason they are very promising materials as solid electrolyte for SOFCs. Synthesis of functional nanoparticles is a challenge in the nanotechnology. In this work, apatite-type lanthanum silicate nanoparticles were synthesized by a water-based sol–gel process, i.e., sol–gel technique followed by chemical precipitation of lanthanum hydroxide on the gel of the silica. Na2SiO3 waste solution was used as silica source. Spherical aerogel silica was prepared by acid catalyzed reaction, followed by precipitation of lanthanum hydroxide to obtain the precursor of apatite-type lanthanum silicate. Powders of apatite-type lanthanum silicate achieved from the precursor were characterized by thermal analysis, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and specific surface area measurements (BET). The apatite phase was formed at 900 8C.