As células a combustível de cerâmica protônica, geram eletricidade por meio da conversão eletroquímica de combustíveis e um oxidante, utilizando temperaturas entre 300-700 °C. Objetivasse sintetizar e caracterizar o eletrólito BaCe0,7Zr0,1Y0,2O3-a (BCZY1712) por Pechini modificado com EDTA e excesso de 10 mol% de Ba para suprir sua vaporização em elevadas temperaturas. Uni-lo ao ânodo por Co-pressing e determinar o desempenho da célula, utilizando um cátodo de LSCF. Após a síntese por Pechini, medidas de DRX do BCZY, após a calcinação a 1200 °C por 150 minutos, foi verificada a cristalização na estrutura perovskita (grupo espacial 167) e de duas fases secundárias, BaCO3 (grupo espacial 62) e BaCeO3 (grupo espacial 221). Estas fases secundárias, após a sinterização a 1550 °C, não foram mais observadas. A densificação do BCZY foi estimulada com aditivos de sinterização como óxidos de CuO e Bi2O3 (3 mol%), 1 wt% ZnO e 1 wt% CuO. Prensaram-se uniaxilmente amostras cilíndricas dos eletrólitos formulados, sinterizando-as a 1500 e 1550 °C por 3 horas. O BCZY com a adição de CuO e Bi2O3 apresentou 98,73 % da densidade teórica a 1550 °C. As amostras do eletrólito com aproximadamente 600 ?m de espessura e aproximadamente 8,0 mm de diâmetro foram caracterizadas com densidade e porosidade aparente (Arquimedes), MEV com EDS, DRX e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) nas atmosferas de ar estático e mistura padrão de hidrogênio seco e úmido (3 % H2). As medidas de DRX do BCZY sinterizado, e análise por Rietveld do padrão obtido, apontam apenas a fase característica da perovskita, romboédrica. Nas condições impostas, sob ar estático, o material apresentou condutividade 2,03?10-2 S/cm a 500 °C e 0,48 eV de energia de ativação, sob H2 seco apresentou uma condutividade de 6,88?10-3 S/cm a 600 °C e energia de ativação de 0,50 eV. Sob H2 úmido, a condutividade foi intermediária ao H2 seco e o ar estático, 7,53?10-3 S/cm e 0,49 eV de energia de ativação, a 600 °C. O comportamento em ar estático pode ligado a uma condução mista de íons de oxigênio e de elétrons; no H2 seco, o valor inferior de condutividade pode estar ligado a redução parcial da Ce4+ para Ce3+ em gerar uma condutividade eletrônica. E no H2 úmido a condutividade intermediária aos demais valores, pode estar ligado ao baixo teor de Zr no material (10 mol%) estar abaixo de 40 mol% (quantidade adequada para uma boa estabilidade química a úmido), gerando instabilidade química em atmosfera úmida. Na próxima etapa, pretende-se unir o eletrólito caracterizado ao ânodo pelo método de co-pressing, aplicar um cátodo de LSCF sobre o eletrólito denso e caracterizar microestruturalmente e eletroquimicamente a célula formada.
Comissão Organizadora
Pedro Alves da Silva Autreto
Comissão Científica
Ferramenta completa de submissão, avaliação e publicação de anais para eventos científicos.
