[en] SINTHESIS OF IRON DISULPHIDE FOR THERMAL BATTERIES APLICATION

[pt] SÍNTESE DE DISSULFETO DE FERRO PARA APLICAÇÃO EM PILHAS TÉRMICAS

[pt] GABRIEL EVANGELISTA MEDEIROS

[pt] CINETICA

[pt] PILHAS TERMICAS

[pt] DISSULFETO DE FERRO

[en] KINETICS

[en] THERMAL BATTERIES

[en] IRON DISULFIDE

[pt] A evolução tecnológica e a necessidade de fontes de energia cada vez mais eficientes e compactas alavancam os estudos eletroquímicos, no intuito de desenvolver fontes primárias e secundárias mais duráveis e que suportem uma maior carga de operação. Dentre as fontes eletroquímicas temos as primárias (pilhas) e as secundárias (baterias). A diferença fundamental entre essas fontes é o fato das baterias suportarem um número definido de ciclos de carga-descarga, enquanto as pilhas sofrem um único ciclo de descarga após o qual devem ser descartadas. É importante notar que a fonte deve ser adequada à aplicação para qual foi desenvolvida. Assim, em alguns casos especiais, como sistemas de emergência, aparatos militares e aeroespaciais, são necessárias fontes que possuam longa vida de prateleira, alta confiabilidade e alta densidade de corrente. Nesse contexto, enquadram-se as pilhas térmicas que são fontes primárias, nãorecarregáveis e inertes à temperatura ambiente. No desenvolvimento das pilhas térmicas o sistema de última geração funciona com anodos de liga de Lítio, eletrólitos eutéticos de LiCl-KCl e catodos de FeS2. O objetivo deste trabalho foi estudar uma rota de síntese pirometalúrgica a partir da reação de ustulação sulfetante do Fe2O3 com enxofre vaporizado, para obtenção do FeS2 de alta pureza, utilizado como despolarizante nas pilhas. As variáveis de estudo foram a temperatura e o tempo de reação, além da temperatura de volatilização do enxofre e, para avaliação dos resultados foram realizadas caracterizações dos produtos em MEV e DRX, com auxílio do método quantitativo de Rietveld. Os resultados obtidos mostraram uma conversão próxima de 90 % e uma alta dispersão de tamanho de partículas devido à agregação das mesmas. Todavia, a desagregação manual pode resultar em partículas menores adequadas à fabricação do catodo.

[en] The continuous evolution of new technologies and the requirement for more efficient and compact power sources, justify many electrochemical researches in order to develop new types of primary and secondary power sources achieving longer operational lives and more density of energy. The primary power sources are not capable of running on charges-discharges cycles and because of this have to be discarded after the ending of electrochemical reactions (end of operational life). On the other hand the secondary sources are capable of doing charges cycles and therefore have a longer life. It is very important to realize that each kind of power source should be proper to specific applications. Though, in some cases, like emergency systems, military equipments and air and space features, it is necessary to have long shelf life sources, high reliability and high density of energy. For these special applications some sources called thermal batteries fit very well and these are primary electrochemical sources, non-rechargeable and inert at the room temperature. On the development of thermal batteries there was consolidated the technology that uses lithium-alloy anodes, eutectic salt electrolytes based on LiCl-KCl and FeS2 cathodes. The main goal of this work is to study a pyrometallugical route for the synthesis of high purity FeS2 by the reaction of vaporized sulfur and Fe2O3, for further constructions of thermal batteries prototypes. The variables of the study are temperature and time of reaction, besides the volatilizing temperature of sulfur. The analysis was done by MEV and XRD within the Rietveld method. The results showed almost 90% but a high dispersion of particles sizes. It is expected to obtain less dispersion of sizes by disaggregation methods.

FRANCISCO JOSE MOURA

MARIA JOSE PANICHI VIEIRA

EDUARDO DE ALBUQUERQUE BROCCHI

FRANCISCO JOSE MOURA

MIRNA TAMIOZZO DA COSTA RUPP

MARIA JOSE PANICHI VIEIRA

2011-10-21

2011-04-13

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=18545@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=18545@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.18545