Estudo de conformacao de ceramicas a base de zirconia para aplicacao em celulas a combustivel do tipo oxido solido

• Autor(a) principal: SANTANA, LEONARDO de P.
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11727
• topic: solid oxide fuel cells; fuel cells; zirconium oxides; yttrium oxides; solid electrolytes; casting

A economia do hidrog??nio apresenta um novo horizonte para suprir a crescente demanda global por energia. As c??lulas a combust??vel s??o os dispositivos que possibilitam a utiliza????o do hidrog??nio (H2) como um interessante vetor energ??tico uma vez que ele n??o emite CO2 ao reagir com o oxig??nio (O2), gerando H2O e energia el??trica. A produ????o do hidrog??nio pode ocorrer de forma descentralizada e modulada, possibilitando atender ??s necessidades de comunidades que o sistema estabelecido de distribui????o de energia n??o consegue chegar. Uma c??lula a combust??vel, ?? composta essencialmente por 3 elementos: o anodo, o catodo e o eletr??lito. Existem v??rios materiais dispon??veis para aplica????o como eletr??lito em c??lulas a combust??vel, mas o que mais se destaca ?? a zirc??nia estabilizada com ??xido de ??trio (ZEI). Devido ??s suas caracter??sticas qu??micas e el??tricas, a zirc??nia estabilizada ?? bastante pesquisada como eletr??lito de c??lulas a combust??vel do tipo ??xido s??lido (CaCOS) e conformada por colagem de fitas (tape casting). A colagem de fitas ?? um dos meios mais baratos, simples e eficientes para conformar suspens??es cer??micas em l??minas finas, contribuindo para seu uso em c??lulas a combust??vel. Considerando esses aspectos, o objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade de conforma????o de fitas cer??micas de zirc??nia estabilizada produzidas a partir da extra????o do min??rio nacional zirconita. ?? consenso na literatura que suspens??es cer??micas devem ser obtidas a partir de p??s com baixa ??rea superficial (geralmente entre 0,5 a 10m2/g). No presente trabalho, as fitas foram coladas a partir de p??s com elevada ??rea superficial (geralmente entre 40 a 80m2/g). O uso do potencial zeta ?? recomendado para avaliar a quantidade de polieletr??lito que deve ser empregada em uma determinada suspens??o. No entanto, para suspens??es com elevada concentra????o de s??lidos, faz-se necess??rio o uso da curva de fluxo do material, devido a compress??o da dupla camada el??trica. Para os estudos de reologia, o p?? cer??mico calcinado foi submetido a uma classifica????o, em um conjunto de peneiras ABNT com diferentes aberturas de malha e descartando a fra????o m??ssica retida em malha 60. Suspens??es destes p??s cer??micos foram usadas para a determina????o das curvas de fluxo, fato que possibilitou a conforma????o dos laminados cer??micos. Para a colagem de fitas, ?? necess??rio o uso de plastificantes e ligantes. Dentre os dispon??veis, o ??lcool polivin??lico (PVA) foi usando como ligante e o 1,2,3 propano-triol (glicerina) como plastificante. Atuando em sinergismo e em propor????o adequada (2,25:1) de glicerina em rela????o ao PVA, foi poss??vel obter fitas cer??micas com as caracter??sticas desejadas para aplica????o em c??lulas a combust??vel. STUDY