Estudo da viabilidade do sistema LZAS para uso como selante de PaCOS

Cells the solid oxide fuel are systems capable to directly convert energy of a chemical reaction into electric energy in clean, quiet way and if its components in the solid state differentiate of excessively the techniques for having all. Its more common geometric configurations are: the tubular one and to glide. Geometry to glide beyond the usual components (anode, cathode and electrolyte) needs interconnect and sealant. E the search for materials adjusted for these components is currently the biggest challenge found for the production of the cells. The sealants need to present chemical stability in high temperatures, to provoke electric isolation, to have coefficient of compatible thermal expansion with the excessively component ones. For presenting these characteristics the glass-ceramics materials are recommended for the application. In this work the study of the partial substitution of the ZrO2 for the Al2O3 in system LZS became it aiming at the formation of system LZAS, this with the addition of natural spodumene with 10, 20 and 30% in mass. The compositions had been casting to a temperature of 1500°C and later quickly cooled with the objective to continue amorphous. Each composition was worn out for attainment of a dust with average diameter of approximately 3μm and characterized by the techniques of DRX, FRX, MEV, dilatometric analysis and particle size analysis. Later the samples had been conformed and treated thermally with temperatures in the interval between 700-1000 °C, with platform of 10 minutes and 1 hour. The analyses for the treated samples had been: dilatometric analysis, DRX, FRX, electrical conductivity and tack. The results point with respect to the viability of the use of system LZAS for use as sealant a time that had presented good results as isolating electric, they had adhered to a material with similar α of the components of a SOFC and had presented steady crystalline phases

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Pilhas a combustível de óxido sólido (PaCOS) são sistemas capazes de converter energia de uma reação química diretamente em energia elétrica de maneira limpa, silenciosa e se diferenciam das demais técnicas por ter todos os seus componentes no estado sólido. Suas configurações geométricas mais comuns são: a tubular e a planar. A geometria planar além dos componentes usuais (anodo, catodo e eletrólito) necessita de interconectores e selantes. E a busca por materiais adequados para esses componentes é atualmente o maior desafio encontrado para a produção das pilhas. Os selantes precisam apresentar estabilidade química em altas temperaturas, provocar isolamento elétrico e ter coeficiente de dilatação térmica compatível com os demais componentes. Por apresentarem essas características os materiais vitrocerâmicos são os mais recomendados para a aplicação. Neste trabalho fez-se o estudo da substituição parcial da Zr02 pela Al2O3 no sistema LZS visando a formação do sistema LZAS, isso com a adição 10, 20 e 30% em massa de espodumênio natural. As composições foram fundidas a uma temperatura de 1500°C e depois resfriadas rapidamente com o objetivo de continuarem amorfas. Cada composição foi moída para obtenção de um pó com diâmetro médio de aproximadamente 3μm e caracterizada pelas técnicas de DRX, FRX, MEV, dilatometria e granulometria. Posteriormente as amostras foram preparadas por compactação e tratadas termicamente com temperaturas no intervalo entre 700-1000 °C, com patamar de 10min e 1h. As análises para as amostras tratadas foram: dilatometria, DRX, FRX, condutividade elétrica e aderência. Os resultados apontam para a viabilidade do sistema LZAS para uso como selante uma vez que apresentaram bons resultados como isolante elétrico, aderiram a um material com coeficiente de dilatação térmica (α) semelhante a dos componentes de uma PaCOS e apresentaram fases cristalinas estáveis

2020-01-01