Preparo, sinterização e caracterização de eletrólitos sólidos baseados em Céria-Zircônia

Resumo

Apresentando estrutura fluorita e fácil dopagem com terras raras, responsáveis por manter a estabilidade e formação de vacâncias de oxigênio, os eletrólitos sólidos baseados em cério são o principal foco em pesquisa para células a combustível de temperatura intermediária (700°C). Esta pesquisa busca fazer a múltipla dopagem do óxido de cério (Ce_0,8Gd_0,18Sm_0,02O_1,9), com óxido de zircônia ( Zr_0,9Y_0,1O₂), em concentração de 10,20, 30 e 40%. A preparo do óxido dopado se deu utilizando a síntese química do método Pechini. O pó refinado obtido graças a técnica foi moído em moinho de alta energia, conformado em prensagem uniaxial a frio, e sinterizado em duas diferentes curvas de sinterização: A primeira, com apenas um patamar em 1500°C, e a segunda em duas etapas, com patamar em 1650°C seguido de resfriamento e patamar de 1500°C. As propriedades físicas e químicas das amostras foram avaliadas através do TGA, DRX, densidade e avaliação da superfície através do MEV. A avaliação das características resistivas das amostras foi avaliada através da Espectroscopia de Impedância, na faixa de 310°C a 385°C. O resultado proporcionou a avaliação da condutividade e da energia de ativação das amostras através do gráfico de Arrhenius. Foi observado que as amostras com maior porcentagem de óxido de cério, assim como as amostras sinterizadas na rampa de sinterização em 2 etapas, apresentaram menor energia de ativação e maior condutividade.