Estudo termo-mecânico de interconector metálico recoberto com filme de La0,8Ca0,2CrO3 e de interconector cerâmico de La0,8Sr0,2Cr0,92Co0,08O3 para PaCOS

Doped lanthanum chromite ( LaCrO3 ) has been the most common material used as interconnect in solid oxide fuel cells for high temperature ( SOFC-HT ) that enabling the stack of SOFCs. The reduction of the operating temperature, to around 800 º C, of solid oxide fuel cells enabled the use of metallic interconnects as an alternative to ceramic LaCrO3, From the practical point of view, to be a strong candidate for interconnect the material must have good physical and mechanical properties such as resistance to oxidizing and reducing environments, easy manufacture and appropriate thermo-mechanical properties. Thus, a study on the physic-mechanical interconnects La0,8Sr0,2Cr0,92Co0,08O3 ceramics for SOFC -AT obtained by the method of combustion , as well as thermo-mechanical properties of metallic interconnects (AISI 444) covered with La0,8Ca0,2CrO3 by deposition technique by spray-pyrolysis fuel cells for intermediate temperature (IT-SOFCs). The La0,8Sr0,2Cr0,92Co0,08O3 was characterized by X -ray diffraction(XRD) , density and porosity , Vickers hardness (HV) , the flexural strength at room temperature and 900 °C and scanning electron microscopy (SEM). The X -ray diffraction confirmed the phase formation and LaCrO3 and CoCr2O4, in order 6 GPa hardness and mechanical strength at room temperature was 62 MPa ceramic Interconnector. The coated metal interconnects La0,8Ca0,2CrO3 passed the identification by XRD after deposition of the film after the oxidation test. The oxidative behavior showed increased resistance to oxidation of the metal substrate covered by La0,8Ca0,2CrO3 In flexural strength of the coated metal substrate, it was noticed only in the increased room temperature. The a SEM analysis proved the formation of Cr2O3 and (Cr,Mn)3O4 layers on metal substrate and confirmed the stability of the ceramic La0,8 Ca0,2CrO3 film after oxidative test

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

A cromita de lantânio (LaCrO3) dopada tem sido o material mais utilizado como interconector nas pilhas a combustível de óxido sólido de alta temperatura(PaCOS-AT), possibilitando o empilhamento(stack) da PaCOS. A redução da temperatura de operação, em torno de 800 ºC, das pilhas a combustível de óxido sólido, tornou possível o uso de interconectores metálicos como alternativa aos LaCrO3 cerâmicos. Do ponto de vista prático para o material ser forte candidato a interconector deve ter boas propriedades físicas e mecânicas, como resistência a ambientes oxidantes e redutores, fácil fabricação e propriedades termo-mecânicas adequadas. Por este motivo realizou-se um estudo sobre as propriedades fisico-mecânicas de interconectores de La0,8Sr0,2Cr0,92Co0,08O3 cerâmico para PaCOS-AT obtido pelo método da combustão, como também sobre as propriedades termo-mecânicas de interconectores metálicos (AISI 444) recobertos com La0,8Ca0,2CrO3 pela técnica de deposição por spray-pirólise para Pilhas a combustível de temperatura intermediaria (PaCOS-TI). A La0,8Sr0,2Cr0,92Co0,08O3 foi caracterizada por meio de difração de raios X (DRX), densidade e porosidade, dureza Vickers (HV), resistência mecânica a flexão na temperatura ambiente e a 900ºC e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A difração de raios X comprovou a formação das fases LaCrO3 e CoCr2O4, dureza na ordem de 6 GPa e resistência mecânica a temperatura ambiente de 62 MPa do interconector cerâmico. A avaliação das fases formadas no interconector metálico recoberto com La0,8Ca0,2CrO3 tanto na deposição quanto após o ensaio oxidativo foi realizado por DRX. O comportamento oxidativo evidenciou o aumento da resistência a oxidação do substrato metálico recoberto por La0,8Ca0,2CrO3. Na resistência mecânica a flexão do substrato metálico recoberto, notou-se o aumento apenas na temperatura ambiente. Com auxílio do MEV comprovou-se a formação das camadas de Cr2O3 e (Cr,Mn)3O4 sobre o substrato metálico e confirmou-se a estabilidade do filme cerâmico de La0,8Ca0,2CrO3 após o ensaio oxidativo