Dopagem da composição LaNi0,5Cr0,5O3-δ com Ca, para determinação de condutividade eletrônica e estabilização de fase para utilização em eletrodo de célula a combustível.
| dc.contributor.advisor1 | Chinelatto, Adilson Luiz | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/5360759362307787 | |
| dc.contributor.author | Borcezi, Janaina Semanech | |
| dc.contributor.instituicao-banca1 | Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG) | |
| dc.contributor.instituicao-banca2 | Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG) | |
| dc.contributor.instituicao-banca3 | Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) | |
| dc.contributor.instituicao-banca4 | Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) | |
| dc.contributor.referee1 | Pereira, Eduardo | |
| dc.contributor.referee1Lattes | https://lattes.cnpq.br/5125149922713810 | |
| dc.contributor.referee2 | Kubaski, Evaldo Toniolo | |
| dc.contributor.referee2Lattes | https://lattes.cnpq.br/6173587951855813 | |
| dc.contributor.referee3 | Ramos, Kethlinn | |
| dc.contributor.referee3Lattes | https://lattes.cnpq.br/5856791042277661 | |
| dc.contributor.referee4 | Wendler, Leonardo Pacheco | |
| dc.contributor.referee4Lattes | https://lattes.cnpq.br/7094050586166841 | |
| dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/0277230077799310 | |
| dc.date.accessioned | 2026-04-10T18:40:13Z | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-29T14:09:38Z | |
| dc.date.issued | 2026-03-11 | |
| dc.description.abstract | Ceramics of the LaNi₀.₅Cr₀.₅O₃ (LNC55) composition were synthesized and doped with different calcium concentrations to investigate the effects of Ca incorporation on structural stability, microstructure, and electronic conductivity, aiming at their application as electrode materials in Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs). The oxide-mixing route was adopted as an environmentally sustainable alternative to the Pechini method while preserving perovskite phase formation. The samples were sintered between 1200 and 1500 °C and characterized by X-ray diffraction, Rietveld refinement, Archimedes density measurements, scanning electron microscopy, impedance spectroscopy, and Raman spectroscopy. XRD analyses confirmed that all compositions predominantly maintained an orthorhombic perovskite structure (PDF 75-441) throughout the sintering range, with slight lattice parameter variations associated with La³⁺ substitution by Ca²⁺ and consistent with solid-solution formation. Density measurements showed that calcium doping enhanced densification, especially for compositions LCNC8255 and LCNC7355, which reached porosity below 5% at 1400 °C. Microstructural analysis revealed improved densification and good grain connectivity while preserving functional porosity for electrode operation. Impedance spectroscopy demonstrated a significant enhancement in electronic conductivity, particularly for composition LCNC9155, which exhibited the highest conductivity value (0.42 S/cm). Raman spectroscopy confirmed the preservation of the perovskite structure and revealed vibrational variations related to dopant concentration and sintering temperature. Overall, the results indicate that calcium doping optimizes microstructure and electronic performance, making the studied compositions promising candidates for SOFC electrode applications. | |
| dc.description.resumo | As cerâmicas da composição LaNi₀,₅Cr₀,₅O₃ (LNC55) foram sintetizadas e dopadas com diferentes concentrações de cálcio com o objetivo de investigar os efeitos da dopagem na estabilidade estrutural, microestrutura e propriedades eletrônicas, visando sua aplicação como eletrodo em Células a Combustível de Óxido Sólido (CaCOS). A rota por mistura de óxidos foi adotada como alternativa ambientalmente mais sustentável em relação ao método Pechini modificado, mantendo a formação da fase perovskita. As amostras foram sinterizadas entre 1200 e 1500 °C e caracterizadas por difratometria de raios X, refinamento de Rietveld, cálculo de densidade pelo princípio de Arquimedes, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de impedância e espectroscopia Raman. Os difratogramas confirmaram que todas as composições mantiveram predominantemente a estrutura perovskita ortorrômbica (PDF 75-441) em toda a faixa de temperaturas, com pequenas variações nos parâmetros de rede atribuídas à substituição de La³⁺ por Ca²⁺ e compatíveis com a formação de solução sólida. A análise de densificação revelou que a dopagem favoreceu a redução da porosidade, especialmente para as composições LCNC8255 e LCNC7355, que atingiram porosidade inferior a 5% em 1400 °C. As micrografias demonstraram aumento da densificação e boa conectividade entre grãos, preservando a porosidade funcional necessária para eletrodos. As medidas de impedância evidenciaram melhoria significativa da condutividade eletrônica, com destaque para a composição LCNC9155, que apresentou o maior valor (0,42 S/cm). A espectroscopia Raman confirmou a preservação da estrutura perovskita e indicou variações vibracionais relacionadas à dopagem e à temperatura de sinterização. Os resultados demonstram que a dopagem com cálcio otimiza a microestrutura e as propriedades eletrônicas, tornando as composições estudadas fortes candidatas para aplicação como eletrodos em CaCOS. | |
| dc.identifier.citation | BORCEZI, Janaina Semanech. Dopagem da composição LaNi0,5Cr0,5O3-δ com Ca, para determinação de condutividade eletrônica e estabilização de fase para utilização em eletrodo de célula a combustível. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025. | |
| dc.identifier.uri | https://ri.uepg.br/handle/123456789/2142 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG) | |
| dc.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | |
| dc.subject | perovskita | |
| dc.subject | dopagem com cálcio | |
| dc.subject | células a combustível de óxido sólido | |
| dc.subject | eletrodos | |
| dc.subject | condutividade eletrônica | |
| dc.title | Dopagem da composição LaNi0,5Cr0,5O3-δ com Ca, para determinação de condutividade eletrônica e estabilização de fase para utilização em eletrodo de célula a combustível. | |
| dc.type | doctor thesis |
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