Investigação de cerâmicas ferroelétricas para potenciais aplicações em células a combustível de óxidos sólidos

Abstract

Células a combustível de óxidos sólidos são fontes promissoras de produção de energia elétrica a partir de diferentes tipos de combustíveis, entre eles os de fontes renováveis, como o etanol. Essas células são basicamente constituídas por dois eletrodos (cátodo e ânodo) e um eletrólito, todos cerâmicos. Em particular, o eletrólito deve apresentar, além de boa resistência mecânica, uma elevada condutividade iônica para difusão do íon O2- . Entre os eletrólitos cerâmicos mais utilizados, estão aqueles baseados em zircônia estabilizada com ítria. Todavia, a demanda pela produção de células a combustível com eficiência cada vez maiores impulsiona o desenvolvimento de novos eletrólitos cerâmicos com maior condutividade iônica. Nesse sentido, cerâmicas ferroelétricas se apresentam como uma nova classe de óxidos com potencial aplicações como eletrólitos. Portanto, nesse projeto, é proposta a produção e a investigação de cerâmicas ferroelétricas livres de chumbo para potencial utilização como eletrólitos em células a combustível de óxidos sólidos. Em particular, investiga-se cerâmicas ferroelétricas a base de (Li3xLa2/3-x)TiO3 - LLTO devido ao seu grande potencial como eletrólito. A produção dos corpos cerâmicos foi realizada através do emprego da rota convencional de mistura de óxidos e a sinterização através de reação em estado sólido. Foram realizadas caracterizações da condutividade iônica e das propriedades microestruturais e estruturais dos corpos cerâmicos produzidos que apresentaram as maiores densificações. A partir dos resultados obtidos, buscou-se estabelecer correlação entre as propriedades elétricas e o potencial emprego dessas cerâmicas em células a combustível de óxidos sólidos.