S??ntese e caracteriza????o de p??s de silicato de lant??nio tipo apatita para eletr??lito em SOFC

• Autor(a) principal: ELIAS, DANIEL R.
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10612
• topic: solid oxide fuel cells; synthesis; powders; lanthanum silicates; apatites; sol-gel process; silicon; thermal analysis; scanning electron microscopy

A temperatura de opera????o de c??lulas a combust??vel de ??xido s??lido (SOFCs) que utilizam zirconia estabilizada com itria (YSZ) como eletr??lito ?? 1000 oC. Essa alta temperatura gera graves problemas relativos a materiais e vida util da c??lula. Por isso, condutores i??nicos que possuem alta condutividade em temperaturas inferiores s??o pesquisados atualmente. Estudos mostraram que La10Si6O27 tipo apatita possui alta condutividade i??nica de oxigenio, que ?? comparativamente maior que a de YSZ, a 500 oC, sendo, portanto, um potencial candidato como eletr??lito para SOFC. O objetivo do presente trabalho ?? o desenvolvimento de t??cnicas de s??ntese de silicato de lant??nio tipo apatita. Rotas in??ditas de solgel modificada para sintetizar La9,33Si6O26 s??o propostas. Volumes estequiom??tricos de solu????es de Na2SiO3 e LaCl3 foram misturados para a forma????o de gel de Si. Em seguida este gel foi calcinado a 900 ??C, lavado, filtrado e tratado novamente a 900 ??C. Em outra rota, volumes estequiom??tricos de solu????es de Si (Na2SiO3 ou TEOS) e de La (LaCl3) foram utilizados para obten????o de gel de Si. Em seguida, hidr??xido de La foi precipitado pela adi????o de uma base (NaOH ou NH4OH) ao gel. O material resultante foi calcinado a 900 ??C, lavado, filtrado e tratado novamente a 900 ??C. P??s de aglomerados fracos e alta sinterabilidade foram obtidos. DRX dos p??s mostrou a estrutura de apatita monof??sica a 900 oC. Morfologia de ceramica densa foi observada em imagens de MEV da superf??cie das pastilhas sinterizadas a 1200,1300 e 1400 oC por 4 h. Estas temperaturas e tempo de sinteriza????o s??o significativas, pois no m??todo convencional temperaturas superiores a 1700oC e tempos muito maiores s??o necess??rios para obten????o de tais cer??micas. Densidades relativas superiores a 90% foram obtidas atrav??s dos m??todos propostos. Uma conclus??o importante ?? que TEOS, o reagente usual de alto custo, pode ser substitu??do por Na2SiO3, de pre??o muito mais baixo, para obter La9,33Si6O26 tipo apatita.