Preparação e caracterização de anodo Ni/YSZ com aplicação em pilhas a combustível de óxido sólido

• Autor(a) principal: Girlaine de Castro Oliveira Pereira
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-966VBF
• topic: difração de raios-x; Pilhas a combustível de Óxido Sólido (PaCOS); análise térmica e eletrólito de CGO; eletroquímica; adsorção gasosa; espalhamento de luz dinâmico; materiais cerâmicos finos; Eletroquímica; Físico-química; Material cerâmico; Células a combustível; Análise térmica

Pilhas a combustível de Óxido Sólido (PaCOS) são dispositivos que convertem energia gerada por reação letroquímica em energia elétrica e recebe destaque devido à sua mínima emissão de poluentes tóxicos e alta eficiência. São constituídas de anodo, eletrólito, catodo, interconectores e selante. O anodo poroso Ni/YSZ é o material mais utilizado para aplicações em PaCOS devido ao baixo custo, à estabilidade química em ambiente redutor sob altas temperaturas além de ser um bom condutor eletrônico e iônico. Tape Casting é uma técnica de produção de cerâmicas planas de área extensa e tem sido muito utilizada para produção de anodos suportes porosos e espessos. A Serigrafia é uma técnica de fácil operação e de baixo custo sendo comumente utilizada para produção de materiais cerâmicos finos como eletrólitos, catodos e anodos. Este trabalho teve como objetivo otimizar o preparo de anodo suporte Ni/YSZ pela variação de parâmetros da técnica de Tape Casting e também obter camadas finas de anodo funcional pela técnica de Serigrafia. Para a otimização da produção do anodo suporte foram estudadas quinze combinações diferentes durante a produção da fita, enquanto que foram produzidas seis suspensões diferentes para o estudo do anodo funcional. Os pós utilizados no estudo foram caracterizados por difração de raios-x, espalhamento de luz dinâmico, adsorção gasosa e análise térmica. O comportamento reológico e análise térmica das suspensões foram avaliados. As microestruturas dos anodos produzidos foram obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura. A partir do melhor anodo suporte e melhor suspensão de anodo funcional foram produzidas seis células diferentes para realizar as medidas eletroquímicas. As medidas de impedância e de densidade de potência das meias células mostraram a influência da porosidade, presença de anodo funcional, presença de eletrólito de CGO sobre as resistências e desempenho eletroquímico das mesmas. A densidade de potência máxima obtida dentre as células foi 1080 mWcm-2 à temperatura de 850 °C.