Pesquisa e desenvolvimento de materiais seletivos para separação de dióxido de carbono e para células a combustível

• Processo: 16/20708-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
• Data de Início da vigência: 18 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 07 de julho de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Reginaldo Muccillo
• Beneficiário: Reginaldo Muccillo
• Pesquisador visitante: Fernando Manuel Bico Marques
• Instituição do Pesquisador Visitante: Universidade de Aveiro (UA), Portugal
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Espectroscopia de impedância Dióxido de carbono Células de combustível Intercâmbio de pesquisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Microestrutural | células a combustível de óxido sólido | condutor iônico-carbonatos fundidos | condutor protônico | espectroscopia de impedancia | membranas cerâmicas | Cerâmicos

Resumo

Projeto 1 - Membranas cerâmicas para separação seletiva de CO2 CH4 serão preparadas com compósitos de condutores iônicos à base de óxido de cério e fases condutoras de carbonatos. A preparação envolve a síntese química de céria-samária (SDC - samaria-doped ceria) pela técnica de coprecipitação, a síntese de cerato de bário dopado com gadolínio (BCY) por meio de reação de estado sólido entre óxido de cério e óxido de gadolínio, a preparação de compactos cerâmicos sinterizados de SDC, GDC e BZY com porosidade controlada por meio da introdução e remoção térmica de fluoreto de lítio, a impregnação sob vácuo de composições eutéticas de carbonato de lítio e carbonato de potássio nessas cerâmicas porosas, a análise microestrutural por difração de raios X e por microscopia eletrônica de varredura, a análise do comportamento elétrico pela técnica de espectroscopia de impedância e, finalmente, os testes de permeação seletiva de CO2 e de CH4 - utilizando um espectrômetro de massa. A análise dos resultados permitirá, sob várias condições ambientais, mostrar correlações entre composições das membranas, microestrutura e condições de transporte de carga. Projeto 2- Cerâmicas de composição BaCe0,4Zr0,4Y0,1Gd0,1O3-d serão preparadas pelo método dos precursores poliméricos. Esses materiais serão estudados por meio de técnicas de termogravimetria, calorimetria diferencial de varredura, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância. Os resultados esperados são o desenvolvimento de novas composições cerâmicas para utilização em dispositivos eletroquímicos de alta temperatura de operação e contribuição no entendimento dos fenômenos relacionados. (AU)