Desenvolvimento de materiais compósitos cerâmica-metal para utilização como anodo em célula a combustível de óxido sólido (SOFC)

• Processo: 06/04087-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2007
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Sonia Regina Homem de Mello Castanho
• Beneficiário: Thomaz Augusto Guisard Restivo
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Sinterização Moagem de alta energia Células de combustível Materiais compósitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Anodo De Zirconia-Niguel | Materiais Compositos | Moagem De Alta Energia | Sinterizacao | Sofc | celulas a combustível

Resumo

O projeto proposto de pós-doutorado delineado tem como objetivo contribuir para o aperfeiçoamento dos materiais utilizados nos anodos de células combustíveis de óxido sólido (SOFC). Almeja-se obter um maior desempenho quanto a atividade eletrocatalítica de oxidação e maior capacidade de reforma de combustíveis como etanol e biogás, de grande participação na matriz energética nacional. Um novo método de preparação de materiais de anodos é proposto: “Sinterização por Superfície Ativada” (SSA), onde pós de zircônia estabilizada sofrem um processo de co-moagem de alta energia juntamente com metais catalisadores e aditivos, como Ni, Cu e metais refratários e preciosos. O processo promove o recobrimento de cada partícula cerâmica com filmes finos metálicos, que sofrem evaporação parcial durante a sinterização em atmosfera oxidante, expondo superfícies preservadas de alta atividade e sinterabilidade. A microestrutura resultante a ser perseguida deve mostrar uma aumento considerável nos contatos de 3 fases, alta atividade catalítica e alta condutividade térmica e elétrica. Essas propriedades conduzem a uma maior eficiência na reforma a vapor dos combustíveis, em conjunto com efeitos de gradientes funcionais produzidos pelo processo. Os materiais consolidados serão submetidos a análises microestruturais, físico-químicas e térmicas, incluindo o comportamento sob distintas atmosferas e quantificação de produtos reagidos. Ao final, os materiais mais promissores desenvolvidos para o anodo SOFC serão utilizados para confeccionar células combustíveis individuais para ensaios de bancada em condições de simulação de serviço.