Síntese de Ca3Co4O9 (C349) para aplicações termoelétricas e eletroquímicas:
potencialidade do uso de conchas de marisco como fonte natural de cálcio
cascas de mariscos pode ser uma grande
oportunidade para a diminuição dos custos de
produção do C349 e uma forma de contribuir
com os problemas ambientais associados aos
maricultores.
Caracterização eletroquímica por espectroscopia
de impedância
Impedância é a resistência que
um circuito faz à passagem de corrente
elétrica, e todos os materiais apresentam
impedância, sendo os materiais isolantes os
que apresentam maiores valores para esta
resistência. A técnica de Espectroscopia de
Impedância Eletroquímica (EIS) permite
estudar o comportamento geral de um
sistema quando um número grande de
processos intercorrelacionados ocorre em
diferentes velocidades, é uma técnica para
caracterização de sistemas eletroquímicos
estacionários, ou seja, não se alteram com
o tempo (CARVALHO, 2006). A técnica
possibilita resultados relativamente rápidos
e em diferentes materiais sem causar danos a
amostra (SANTOS, 2007).
A medida da impedância consiste
em colocar a amostra do material estudado
entre dois eletrodos e aplicar um estímulo
elétrico, vários tipos de estímulos podem
ser considerados, porém, o mais comum
é a tensão alternada (AC). Como resultado
se obtém as partes real e imaginária da
impedância em função da frequência, onde
a parte imaginária corresponde a valores
de reatâncias indutivas e capacitivas (Z”)
e a parte real corresponde a valores de
resistência ôhmica (Z’) (SANTOS, 2007;
CHINAGLIA, 2008).
O espectro é construído num
mesmo gráfico, tanto a parte real como a
parte imaginária em função da frequência.
Em cerâmicas policristalinas o diagrama
é constituído por três semicírculos, o
semicírculo na região de altas frequências está
relacionado à condutividade no interior dos
grãos; o semicírculo na região de frequências
intermediárias está relacionado às reações
nas interfaces do eletrólito (contornos de
grão) e, o semicírculo na região de baixas
frequências está relacionado às reações da
interface eletrólito-eletrodo (GROSSO, 2012).
No diagrama de impedância, para cada
semicírculo é possível obter informações
sobre a resistência, capacitância, frequência
e consequentemente a condutividade elétrica
no material de acordo com a temperatura e
área da amostra (GROSSO, 2012).
Figura 3. Esquema de semicírculos ideais em um diagrama de impedância [46].
No caso da cobaltita de cálcio,
a reação no eletrodo envolve várias
interações ou mecanismos limitados que
influenciam na deconvolução dos espectros
de impedância. Essas interações envolvem a
redução do oxigênio em íon O 2- , a adsorção
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do gás na interface do eletrodo e a difusão
de gás oxigênio até os sítios de reação
(NAGASAWA, 2009). Portanto, o desempenho
eletroquímico de catodos em SOFCs envolvem
várias características fundamentais como
sua estrutura cristalina, processo de difusão