Estudo das propriedades do óxido BSCF para aplicação como cátodo em células a combustível de Óxido Sólido de Temperatura Intermediária (ITSOFC)

• Main Author: Everton Bonturim
• Other Authors: Emília Satoshi Miyamaru Seo
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2012
• Subjects: BSCF; caracterização; célula a combustível; óxido; síntese; characterization; fuel cell; oxide; synthesis
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-10122012-105428/

O óxido misto de Ba0,50Sr0,50Co0,80Fe0,20O3-δ (BSCF) apresenta propriedades funcionais para ser usado como material catódico de Células a Combustível de Óxido Sólido de Temperatura Intermediária (ITSOFCs). O BSCF, preparado a partir de nitratos, por reação em fase líquida, pelo método de complexação EDTA-Citratos em condições variadas de pH, foi calcinado para obtenção de particulados cristalinos e monofásicos, e posteriormente sinterizados. A caracterização dos particulados e corpos cerâmicos foi realizada utilizando as técnicas de Análise física, química e microestrutural, visando à avaliação do comportamento e das propriedades do composto para utilização como cátodo de ITSOFCs. O comportamento térmico dos particulados indicou estabilidade composicional após tratamento térmico acima de 850°C, a estequiometria real dos particulados ficou próxima da estequiometria teórica, a presença de carbono residual, após tratamento térmico acima de 800°C dos particulados, foi inferior a 0,5% em massa, foi encontrada presença de resíduos de carbonato nos particulados, com exceção daqueles obtidos em pH 4, os particulados com estrutura cristalina monofásica, de menor área de superfície específica e maior porosidade foram obtidos com tratamento térmico a 900°C por 5h. As cerâmicas apresentaram coeficiente de expansão térmica próximo dos eletrólitos de Céria dopada com Gadolínia (GDC) e Céria dopada com Samária (SDC), comumente utilizados em ITSOFCs, densificação e porosidades adequadas, quando sinterizadas a 1000°C por 1h. A condutividade elétrica foi maior para as cerâmicas, sinterizadas a 1000°C por 1h, originadas dos particulados obtidos em pH 6 de síntese, calcinados a 900°C por 5h. === The mixed oxide of Ba0,50Sr0,50Co0,80Fe0,20O3-δ (BSCF) present functional properties to be used as cathode material of Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (ITSOFC). The BSCF, prepared from nitrates by liquid phase reaction with complexing method EDTA-Citrates, under conditions of varying pH, was calcined to obtain a particulate crystalline single-phase and, subsequently sintered. The characterization of particulate and ceramic bodies was performed using the physical, chemical and microstructure analysis, in order to evaluate the behavior and properties of the compound for use as a cathode for ITSOFCs. The thermal behavior of particulate indicated compositional stability after heat treatment above 850°C, the actual stoichiometry of the particles was close to theoretical stoichiometry, the presence of residual carbon after thermal treatment above 800°C of particulates was less than 0.5% in weight, was found residues of carbonate in particulate, except those obtained at pH 4, the particulates with monophasic crystalline structure, with lower specific surface area and greater porosity were obtained with thermal treatment at 900°C for 5h. The ceramics exhibited thermal expansion coefficient close to the electrolyte Gadolinia doped Ceria (GDC) and Samaria doped Ceria (SDC), commonly used in ITSOFCs, porosity and adequate densification when sintered at 1000°C for 1h. The electrical conductivity was higher for ceramics sintered at 1000°C for 1h, originating from particulates obtained at pH 6 synthesis, calcined at 900°C for 5h.