As células a combustível de óxidos sólidos (SOFC) apresentam diversas vantagens com relação a dispositivos tradicionais geradores de energia, inclusive se comparadas a outros tipos de célula a combustível. Entre as principais características das SOFC destacam-se: elevada eficiência de conversão, descentralização da produção de energia, possibilidade de uso de combustíveis diversos como gás natural e etanol - que são estratégicos para Brasil - e a baixa emissão de poluentes. Entretanto, existem várias barreiras a serem superadas para a difusão dessa tecnologia. Entre elas, a alta temperatura de operação da célula - que resulta em vários problemas para montagem e operação de um sistema de potência elevando o custo do sistema - e a desativação da célula devido à deposição de carbono na superfície do anodo de níquel quando a célula é alimentada com hidrocarbonetos. Muitas pesquisas têm buscado superar estes problemas garantindo a estabilidade da SOFC. A estratégia escolhida para se tentar solucionar esse problema é a utilização de componentes anódicos ativos para reforma catalítica do combustível, associado a um processo de reforma interna do combustível, fornecendo H₂ e CO, passíveis de oxidação eletroquímica. Desta maneira, este trabalho de doutoramento aborda estes dois aspectos: (I) baixar a temperatura de operação da célula para temperaturas intermediárias, ou seja, de 850 °C para 600 °C e (II) utilização direta do etanol como combustível pelo processo de reforma interna. São apresentados os resultados de testes de células operando com etanol direto em alta temperatura e resultados de células suportadas no anodo com camadas catalíticas - sem a presença de metais preciosos - operando com etanol direto em temperaturas intermediárias. São descritos os procedimentos para fabricação da célula suportada no eletrólito e para preparação e aplicação das suspensões utilizadas nas diferentes camadas da célula. Também são descritos os sistemas utilizados nos testes de célula. Como principal resultado, obteve-se a estabilização da corrente de saída da célula vii operando com etanol direto tanto a 850 °C quanto a 700 °C sem adição de água ao combustível.

Solid oxide fuel cells (SOFC) have several advantages over traditional energy-generating devices, even when compared to other types of fuel cell. Among the main characteristics of SOFC are: high conversion efficiency, decentralization of energy production, possibility of using different fuels such as natural gas and ethanol - which are strategic for Brazil - and low emission of pollutants. However, there are several barriers to be overcome for the diffusion of this technology. Among them, the high operating temperature of the cell - this results in several problems for assembling and operating a power system, increasing the cost of the system - and the deactivation of the cell due to the deposition of carbon on the nickel anode surface when the cell is fueled with hydrocarbons. Many studies have sought to overcome these problems by ensuring cell stability. The strategy investigated to solve this problem is the use of active anodic components for catalytic fuel reform associated with internal fuel reforming process, providing H₂ and CO, susceptible to electrochemical oxidation. In this way, this doctoral work approaches these two aspects: (I) lowering the operating temperature of the cell to intermediate temperatures, that is, from 850 °C to 600 °C and (II) direct use of ethanol as fuel by the process of internal reform. Test results of cells operating with direct ethanol at high temperature and results of cells supported on the anode with catalytic layers - without the presence of precious metals - operating with direct ethanol at intermediate temperatures are presented. The procedures for manufacturing the cell supported on the electrolyte and for preparing and applying the suspensions used in the different layers of the cell are described. Also described are the systems used in the cell tests. As a main result, it was obtained the stabilization of the output current of the cell operating with direct ethanol both at 850 °C and 700 °C without adding water to the fuel.