Síntese de Ca3Co4O9 (C349) para aplicações termoelétricas e eletroquímicas:
potencialidade do uso de conchas de marisco como fonte natural de cálcio
Nessas células, o combustível é
continuamente alimentado no anodo que
é oxidado liberando elétrons conforme a
reação:
H 2 (g) + O 2 - → H 2 O (g) + 2 e-
No cátodo, o oxigênio é reduzido
quando entra em contato com os elétrons 2e-
vindos do ânodo através do circuito externo:
½O 2 (g) + 2 e- → O 2-
Por fim, a reação geral mostra a
liberação de calor e água:
H 2 (g) + ½O 2 (g) → H 2 O
Os materiais utilizados nas SOFCs
devem ter boa compatibilidade química e
mecânica entre os eletrodos/eletrólito, ou
seja, devem apresentar estabilidade química
por alto período de tempo, ter boa aderência
e não apresentar rachaduras (NAGASAWA,
2009). Por isso, os materiais usados em
SOFCs devem ser além de termoelétricos,
materiais compatíveis com as propriedades
necessárias para um bom funcionamento
eletroquímico da célula a combustível,
principalmente quando são submetidos a
elevadas temperaturas como neste tipo de
célula.
Catodo de SOFC
O catodo das SOFCs deve ter uma
alta atividade eletroquímica na superfície
para uma eficiente adsorção do oxigênio,
uma alta difusividade (porosidade) em
toda a dimensão para a transferência do
gás oxigênio até os contornos de tripla fase
(CFT), onde acontecem as possíveis reações
de redução. Com o oxigênio reduzido a íon O 2- ,
estes serão conduzidos através do eletrólito
até chegar ao anodo promovendo a oxidação
do combustível (JUN, 2016).
O material mais apropriado para
ser usado como catodo na SOFC depende
principalmente do material cerâmico do
eletrólito e da temperatura de operação da
célula. Por isso, há uma busca contínua por
materiais que apresentem coeficientes de
expansão térmica semelhantes e estabilidade
química entre os eles, além de menores
custos de processo. As cobaltitas possuem
grande potencial para material catodo devido
suas características fundamentadas na sua
estrutura cristalina.
Conchas de marisco no processamento do C349
O carbonato de cálcio (CaCO 3 ) se
apresenta de forma abundante na natureza,
tanto nas rochas sedimentares como
também nos diversos organismos marinhos.
Os moluscos utilizam o (CaCO 3 ) como um
material que constitui as partes duras
(exoesqueletos ou cascas) que protegem as
partes macias do seu sistema (BESSLER,
2008).
Para