CONFORMAÇÃO POR IMPRESSÃO DE JATO DE TINTA DE ELETRÓLITO DE ZIRCÔNIA ESTABILIZADA COM ÍTRIA PARA CÉLULA A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO.

CONFORMAÇÃO POR IMPRESSÃO DE JATO DE TINTA DE ELETRÓLITO DE ZIRCÔNIA ESTABILIZADA COM ÍTRIA PARA CÉLULA A COMBUSTÍVEL DE ÓXIDO SÓLIDO.

• Autor
• André Baroni Jermolovicius
• Co-autores
• Daniel Zanetti de Florio
• Resumo

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  As células a combustível de óxido sólido (SOFCs) apresentam dois eletrodos (cátodo e ânodo) e um eletrólito. Adotou-se, neste estudo, o eletrólito de YSZ (zircônia estabilizada com 8 mol% de ítria) conformado por impressão de jato de tinta, o ânodo de NiO/YSZ por prensagem uniaxial e o cátodo de LSM preparado por dip coating. Iniciou-se pela análise das pastilhas do ânodo, a serem usadas como substratos para o eletrólito, visando estabelecer as condições para obtenção de um filme uniforme de YSZ sobre ele. Preparam-se pastilhas finas (~1,5 mm de espessura por 25 mm de diâmetro) de NiO/YSZ (60/40 vol%), dextrina (4,0 wt.%) e diferentes quantidades de Carbon Black (CB) (5, 10 e 15 wt.%). Estas foram pré-sinterizadas com taxas de aquecimento de 2 °/min até 1350 °C/1 h ou com 2 °/min a 1500 °C/1 h. Antes da aplicação do eletrólito, as pastilhas foram lixadas e polidas. O eletrólito foi preparado, utilizando ~ 20,0 g de uma tinta à base de água Milli Q (16,0 g), YSZ (4,0 g) e PVP (10,60 g dispersos em 11,8 ml de etanol 99,5%). A tinta foi moída a 260 rpm, por 5 h, num moinho planetário, utilizando vaso e esferas, ambos de zircônia estabilizada com ítria. Utilizou-se uma proporção em volume 1:1 de tinta e esferas. A tinta utilizada apresentou densidade aparente de ~1,07 g/cm³. Aproximadamente 60 camadas de tinta foram depositadas sobre o ânodo com 10 wt.% de CB sinterizado a 1350 °C, utilizando uma impressora Epson L805. Uma pré-queima a 1000 °C com taxa de aquecimento de 2 °C/min e 15 min de patamar, foi realizada para remover os orgânicos da tinta. Por meio de imagens de microscopia óptica, foi possível observar falhas no filme formado (semelhante a “crateras”) após a pré-queima. Esta observação pode estar associada à concentração de YSZ na tinta e à tensão superficial. Planeja-se utilizar uma tinta com ~30 wt.% de YSZ para verificar a influência da concentração e da tensão superficial na camada impressa. Em seguida, as pastilhas serão sinterizadas a 1350 e 1500 °C, com patamares de 3 h. Em etapa posterior, o cátodo será aplicado sobre o eletrólito sinterizado e uma nova sinterização será realizada seguida de caracterização microestrutural da superfície de fratura da célula formada por MEV, e análise eletroquímica da célula por espectroscopia de impedância eletroquímica.

   

• Palavras-chave
• Impressão de jato de tinta, tinta, células a combustível de óxido sólido, eletrólito de zircônia estabilizada com ítria
• Modalidade
• Pôster
• Área Temática
• Materias Funcionais Avançados