Recebido em 19/7/05; aceito em 22/2/06; publicado na web em 30/8/06 SOLID OXIDE FUEL CELLS: MATERIALS, COMPONENTS AND CONFIGURATIONS. In this paper the current status of fuel cells is described with particular emphasis on high (T > 800 o C) and intermediate (T < 800 o C) temperature solid oxide fuel cells. Also the importance of the fuel cell technology is shown. Reviewed are the fundamental features, the basic principles, types of fuel cell, fabrication methods, cell configurations and the development of components (cathodes, anodes, electrolytes, interconnect) and materials.Keywords: fuel cells; energy; SOFC. INTRODUÇÃOO mundo tem-se voltado, nos últimos anos, para a discussão dos problemas econômicos e ambientais decorrentes da crescente dependência dos combustíveis fósseis como fonte primária para geração de energia. Grande atenção tem sido dada ao problema do aquecimento global, ocasionado, principalmente, pela emissão de gases decorrentes da queima desses combustíveis. Este fato tem provocado um grande interesse em pesquisas voltadas a formas alternativas de produção de energia elétrica, com especial atenção para aquelas provenientes de fontes renováveis. Destas novas tecnologias alternativas podem ser citadas: micro-hidráulicas, microturbinas, uso de biomassa, energia eólica, células fotovoltaicas, sistemas geotérmicos e pilhas a combustível. Dentre estas, as pilhas a combustível destacam-se como uma tecnologia bastante promissora [1][2][3][4] .Pilha a combustível é um dispositivo eletroquímico, que realiza a conversão de energia gerada por uma reação eletroquímica em energia elétrica, sendo um método altamente eficiente de geração de eletricidade e, em alguns casos, de calor. Os combustíveis mais utilizados são hidrogênio e substâncias que através de reforma gerem hidrogênio, como gás natural, hidrocarbonetos, metanol e biogás.A partir de 1970 vários tipos de pilhas foram montados, inclusive com algumas empresas já testando como combustível o gás natural. Mas foi na década de 80 que ocorreu um avanço mais intenso desta tecnologia, tornando possível a utilização, ainda em condições experimentais, de pilhas a combustível em veículos particulares e de transporte coletivo, assim como na geração de energia elétrica em larga escala. Atualmente, seu emprego pode ser visto em diversas finalidades, por ex., em automóveis e ônibus, montados nos Estados Unidos, na Alemanha, no Canadá e Japão, onde são utilizadas pilhas a combustível com capacidade de geração de cerca de 85 kW de potência, ou em módulos estacionários montados em Nova York e Tóquio no final da década passada, com geração de 4,8 MW de potência [1][2][3][4] .Desde a criação da primeira pilha a combustível até os dias atuais, o avanço desta tecnologia permitiu o desenvolvimento de vários tipos de dispositivos para gerar energia de forma mais limpa, ou seja, minimizando os impactos ambientais [1][2][3][4][5][6] .Pilhas a combustível podem ajudar a diminuir a dependência em combustíveis fósseis e diminuir a emissão de gases do efeito estufa na atmosfera, ...

O uso de cromatografia sob pressão ("flash chromatography") utilizando-se coluna de gel de sílica impregnada com hidróxido de potássio levou ao fracionamento dos constituintes químicos de Copaifera cearensis Huber ex Ducke. A fração ácida, após esterificação com diazometano, foi analisada por cromatografia gasosa de alta resolução acoplada à espectrometria de massas ou à espectrometria no infravermelho, possibilitando a identificação de onze diterpenos ácidos. Fracionamentos adicionais da fração ácida por cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa levaram ao isolamento de diversos ácidos diterpênicos e de um sesquiterpênico que foram identificados através de seus dados espectroscópicos. A análise da sílica impregnada com hidróxido de potássio mostrou que, além da deposição do hidróxido na superfície da sílica, ocorreu troca iônica com formação de resíduos Si-OK.Various acid diterpenes of Copaifera cearensis Huber ex Ducke were isolated from the crude extract by flash Silica Gel/Potassium Hydroxide Chromatography. The main components were identified by GC-MS analyses. Further fractionation by reversed phase (RP) semi-preparative HPLC allowed isolation and identification of minor components and provided additional spectral data of those compounds. It was possible to detect the presence of eleven acid diterpenes in addition to a sesquiterpene acid. In addition to potassium hydroxide deposition on the silica surface, the presence of Si-OK residues, resulting from a cation exchange process, was established.

Nos últimos anos, vêm sendo realizadas pesquisas sobre o possível aproveitamento de silicatos de potássio para produção e/ou aplicação como fertilizantes potássicos, devido a crescente dependência externa do Brasil. A rochagem é uma prática de agricultura alternativa que ajuda a recuperar solos pobres e a renovar a fertilização de áreas de exploração agrícola por meio da incorporação de rochas moídas ao solo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar as características físicas e químicas da rocha fonolito, proveniente do Planalto de Poços de Caldas, MG, conforme os parâmetros para avaliação de fertilizantes potássicos, estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. O fonolito em estudo possui cerca de 9% de K2O, além de outros nutrientes que também são requeridos pelas plantas, como Mn, Ca e Fe. Os principais minerais que constituem a rocha, identificados por DRX, são: microclínio e ortoclásio, confirmando que a sua mineralogia principal é formada por minerais de feldspato potássico. A análise dos resultados de IV e FRX corroboram com as fases observadas por DRX. A análise destes resultados indica que a rocha fonolito possui potencial para aplicação na agricultura como insumo alternativo de potássio.

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O potássio é um dos principais macronutrientes presentes no solo. Entretanto, no Brasil este se torna escasso devido à elevada acidez dos solos tropicais. Dessa forma, a demanda por fontes alternativas de potássio cresce consideravelmente. Nesse contexto, foi realizada a caracterização química e mineralógica do verdete de Cedro do Abaeté, Minas Gerais, assim como, uma avaliação do tratamento térmico da mesma com ou sem a adição de CaO, visando a solubilização do potássio presente na rocha. A caracterização da rocha foi desenvolvida pelas técnicas de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia no infravermelho (IV). A avaliação dos resultados de FRX mostra que a rocha possui 6,95% em massa de K2O, referente à presença de glauconita. Esta foi confirmada por DRX, devido à presença de picos característicos em 1,00; 0,45; 0,24 e 0,15 nm, e por IV pela ocorrência de bandas em 3520, 3440, 1020 e 630 cm-1. Há também alto teor de SiO2 (64,65%), indicativo da presença de quartzo, que é caracterizado por um pico intenso em 0,335 nm. Na etapa de tratamento térmico, o verdete foi aquecido por 2 horas a uma temperatura de 1200ºC. Para aumentar a solubilidade do potássio, presente na rocha, foi realizado a reação com óxido de cálcio nas proporções de 10, 20 e 30%, em massa. As modificações estruturais na rocha foram acompanhadas por DRX e IV. Constatou-se reação entre a rocha e o óxido de cálcio, sendo observadas modificações na posição de bandas características do estiramento Si-O nos espectros de IV, em torno de 1100 cm-1 e o desaparecimento dos picos de difração de raios X referentes à glauconita. A reação com 20% de CaO permitiu uma extração de 7,7% do potássio presente na amostra.

Lithium manganese oxide, LiMn 2 O 4 , was synthesized in two temperature stages, where the first consisted by an ecofriendly solution combustion method at 300 °C. Finally, the as-burned powders were thermal treated at 500 and 700 °C. The structural and morphological changes were evaluated by the Rietveld method and density functional theory (DFT) calculations. The Rietveld refinement indicates obtaining the spinel cubic phase LiMn 2 O 4 and a small amount of Mn 2 O 3 . The analyses by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) show a porous microstructure composed of nano-sized crystallites for the sample treated at 500 °C. In cyclic voltammetry, it was possible to observe that the reduction-oxidation reaction is reversible due to the shape of voltammograms and the anodic and cathodic peaks of Mn ions. The theoretical calculations considered the experimental crystallographic parameters. The unit cell volume change was evaluated according to distinct amounts of lithium ions in the structure. The removal of the Li + cations from the oxides promotes a volume contraction. Therefore, it was possible to evaluate the participation of the Mn 3+ ions in the frontier region between the valence and conduction bands. The density of states (DOS) calculation shows a predominant contribution of the O 2p and Mn 3d orbitals in the frontier orbitals.

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