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Desenvolviemnto de materiais compósitos cerâmica-metal para utilização como anodo em Célula a Combustível de Óxido Sólido (SOFC)

Processo: 06/04087-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2007
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2010
Área do 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). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Sinterização   Células de combustível   Moagem de alta energia   Materiais compósitos

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.