Influência do tamanho de grão da zircônia estabilizada com ítria e das propriedades reológicas de barbotinas anódicas sobre as características microestruturais de filmes de anodo usados em pilhas a combustível de óxidos sólidos.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

As pilhas a combustível de óxido sólido (SOFC) são dispositivos capazes de converter energia química em energia elétrica com alta eficiência e baixo índice de poluição. Um dos componentes mais importantes da SOFC é o anodo. Nesse eletrodo ocorrem as reações eletroquímicas de oxidação do gás combustível e os elétrons resultantes são transportados para os interconectores da pilha. O composto NiO/YSZ é atualmente o material mais empregado na fabricação de filmes de anodo devido, principalmente, ao seu baixo custo. Nesse trabalho, foram sintetizados dois pós de YSZ (YSZ800 e YSZ1000) pelo método de co-precipitação. A partir desses pós, dois compostos NiO/YSZ (NiO/YSZ800 e NiO/YSZ1000) foram preparados via impregnação. O pós de NiO/YSZ foram usados na preparação de oito barbotinas submetidas posteriormente, a tempos de mistura de 5, 10, 20 e 40h. Essas barbotinas foram depositadas por aerografia sobre substratos de YSZ e o conjunto tratado termicamente para que o filme anódico pudesse ser formado. Para caracterização dos pós de YSZ e dos compostos, varias técnicas foram utilizadas. A Difração de Raios X (DRX) foi empregada com o objetivo de determinar as fases cristalinas presentes, possíveis fases amorfas e tamanho dos cristalitos. O método Brunauer, Emmett and Teller (BET) auxiliou na determinação da área superficial específica (ABET), volume total dos poros (Vt) e diâmetro médio dos poros (dp) do YSZ800 e YSZ1000. O tamanho médio das partículas desses pós foi calculado a partir da área superficial específica dada pelo BET. O comportamento reológico das barbotinas foi estudado mediante a utilização de um Reômetro mostrando que os tempos de mistura e o tamanho de grão dos pós de YSZ influenciam significativamente a viscosidade dessas suspensões. As propriedades térmicas das barbotinas foram avaliadas por Análise Térmica (TG) e Análise Térmica Diferencial (DTA). A Microscopia Ótica (MO) e a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram utilizadas no estudo da microestrutura dos filmes. A partir das imagens obtidas por MEV foi possível determinar a porosidade e contigüidade de poros, YSZ e NiO nos mesmos. A Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS) foi empregada na detecção de possíveis impurezas presentes nos filmes e a análise de Espectrometria por Dispersão de Comprimento de Onda (WDS), possibilitou que os elementos ítrio e zircônio pudessem ser detectados separadamente. O Mapa de Elementos foi usado para verificar a distribuição dos elementos Y, Zr e Ni nos filmes e relacionar essas distribuições aos tempos de mistura das barbotinas.

ASSUNTO(S)

química teses. físico-química teses.

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