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http://hdl.handle.net/10773/15666
Title: | Membranas compósitas para separação de CO2 |
Author: | Fragão, Sónia Cecília Cardoso |
Advisor: | Marques, Fernando Manuel Bico Patrício, Sónia Gonçalves |
Keywords: | Sistemas energéticos sustentáveis Separação de membranas Dióxido de carbono Materiais compósitos Transporte de iões |
Defense Date: | 2015 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | O presente trabalho envolveu a produção de membranas compósitas para
separação de CO2 a altas temperaturas. Os compósitos habituais são constituídos
por duas fases, uma cerâmica, de céria dopada com gadolínio (Ce0.9Gd0.1O0.95 -
CGO) condutora de iões óxido, que funciona como suporte da segunda fase
composta por uma mistura eutética de carbonatos alcalinos (Li2CO3 e Na2CO3),
que assegura o transporte de iões carbonato.
O objetivo do trabalho prende-se com o estudo do transporte de iões através
destes compósitos, por forma a perceber se os sais destes compósitos
apresentam condução iónica singular ou condução mista. Neste sentido a resposta
a esta questão teve por base a realização de ensaios de eficiência faradaica com
recurso a amostras compósitas envolvendo matrizes de CGO (condutor de iões
óxido) e de aluminato de lítio (não condutor de iões óxido).
A preparação tanto de esqueletos porosos como de compósitos foi realizada tendo
por base métodos e precursores semelhantes aos usados na literatura.
Primeiramente efetuou-se o processamento dos esqueletos porosos para
posteriormente impregnação com mistura eutética de carbonatos. Obtidos os
compósitos estes foram caraterizados por microscopia de impedância e por
microscopia eletrónica de varrimento de forma a serem submetidos mais tarde aos
ensaios de eficiência faradaica. Os resultados de eficiência faradaica revelaram
que na realidade existem processos de condução mista cuja importância depende
das condições de operação da membrana. The present work is focused on composite membranes for CO2 separation at high temperatures. The standard composites are constituted by two phases, a ceramic phase, of gadolinium doped ceria (Ce0.9Gd0.1O0.95 - CGO) that acts as support of the second conductive phase and is an oxide ion conductor, and a phase composed of a eutectic mixture of alkali carbonates (Li2CO3 and Na2CO3), which ensures the transport of carbonate ions. The objective of this work is the study of ion transport through these composites, in order to understand if the salt phases of these composites have unique ionic conduction or mixed conduction. To answer this question faradaic efficiency tests were used involving CGO-based composite samples (ion-conducting oxide) and samples based on lithium aluminate (not oxide-ion conducting oxide). The preparation of both composite and porous skeletons was carried out based on precursors and methods similar to those used in the literature. Firstly porous skeletons were produced before impregnation with eutectic mixture of carbonates. The composites were thus characterized by impedance microscopy and scanning electron microscopy and then subjected to faradaic efficiency tests. The faradaic efficiency results revealed that we do have mixed conduction and that the relevance of distinct species will depend on the membrane operating conditions. |
Description: | Mestrado em Sistemas Energéticos Sustentáveis |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/15666 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DEMaC - Dissertações de mestrado |
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