Elaboração e caracterização de filmes finos para catodo de pilhas a combustível de óxido sólido.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo a otimização das condições de elaboração de filmes porosos de catodo para pilhas a combustível de óxido sólido (PaCOS), bem com o estudo de meias células catódicas e de uma célula unitária confeccionada com eletrólito espesso (1,6 mm). Na primeira etapa foi realizado um estudo reológico para otimizar as suspensões utilizadas na deposição de filmes de catodo compósito. Nove suspensões foram preparadas (S1 a S9) com diferentes frações volumétricas de pó (F) de (La0,8Mn0,2)0,95MnO3 (LSM)/zircônia estabilizada com itria (YSZ) 50/50 em massa e diferentes quantidades de dispersante (etilcelulose). Os resultados mostraram um melhor comportamento das suspensões S5 (F = 0,095 e 4 % de dispersante) e S7 (F = 0,14 e 2 % de dispersante). As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia ótica confirmaram as conclusões do estudo reológico. A suspensão S7 foi utilizada para a confecção da Célula 1 (somente com LSM puro) e Célula 2 (adição da camada funcional). As duas meias células foram estudas por espectroscopia de impedância e medidas de potência. A Célula 2 apresentou melhores resultados, inclusive com pouca degradação durante o funcionamento. Não foi observada uma melhora de desempenho quando foi utilizado o La0,59Sr0,4CoO3 (LSC) (melhor condutor iônico que o LSM) como camada coletora de corrente (Célula 5) devido à incompatibilidade com o YSZ. Os resultados mostraram também que catodos elaborados com LSM via rota citrato (Célula 2) tem melhor desempenho elétrico que aquele confeccionado com LSM via rota pechini (Célula 3) apesar da maior área superficial específica e maior atividade catalítica do último (testes catalíticos), devido à falta de homogeneidade do catodo compósito e à densificação dos grãos de LSM durante a sinterização da Célula 3. Por fim, foi estudada uma célula unitária em eletrólito espesso (Célula 4) elaborada com catodo anteriormente otimizado e anodo preparado por outros membros do LaMPaC. Foi obtido um desempenho elétrico não satisfatório que pode ser justificado pela espessura do eletrólito (1,6 mm) e pelo fato dos outros componentes não estarem ainda otimizados.

ASSUNTO(S)

físico-química teses. química teses. celulas a combustivel teses eletroquímica teses. filmes finos teses.

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