Síntese e caracterização de cerâmica protônica para aplicação em células a combustível de óxido sólido

Resumo

O desafio em diminuir a temperatura de operação de uma célula a combustível de óxido sólido requer materiais de eletrólito altamente funcionais que possuam elevada condutividade iônica. Eletrólitos sólidos a base de cerato de bário dopados têm sido considerados como um dos materiais mais promissores para esta finalidade, devido a que estes materiais têm apresentado condutividades iônicas maiores a temperatura relativamente baixas em comparação com o eletrólito sólido tradicional de zircônia estabilizada com ítria. Neste trabalho, foram produzidos eletrólitos sólidos à base de cerato de bário dopado com gadolinia através do método de Pechini adaptado. A síntese do material foi obtida por tratamento térmico a 1150ºC por 3 horas. O pó resultante foi sinterizado a 1550ºC por 3 horas em forno de alta temperatura com rampa de aquecimento de 5ºC/min. Foram realizadas medidas de caracterização do material (difração de raios X, densidade, microscopia eletrônica de varredura, condutividade). A condutividade protônica foi determinada por meio de medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica efetuada em forno tubular em atmosfera ar. Foi calculada a energia de ativação para a condução, obtendose 0,33 eV.