Condutores mistos contendo níquel e cobalto para aplicações como eléctrodos de PCES : relações entre propriedades de transporte, físico-químicas e electroquímicas - Tsipis, Ekaterina (2011)
Este trabalho é dedicado ao desenvolvimento de novos materiais de electrodo para pilhas de combustível de electrólito sólido, operando a temperaturas intermédias. São analisados os efeitos das propriedades de transporte iónico e electrónico e o papel da permuta superficial no desempenho electroquímico de materiais de cátodo ou ânodo com estruturas dos tipos zircão, (Ce,i~l)Oc~o+m~ M=Ca ou Sr, lamelar La2(Ni,M)04+, com M=Co ou Cu ou Y B ~ ( C O , F ~ ) ~ O ~ + ~ , perovskite La0.9Sr0.1 (AI, Fe)0.85Mg0.1503-6 e (La0.3Sr0.7)1-x(C0tM)O3-8 com M=AI,Ga, fluorite TbM04-, com M=Zr,Hf e pirocloro (GdiCa)2Ti207-6E. dada ênfase a propriedades influentes no desempenho dos eléctrodos, designadamente as componentes de condutividade iónica e electrónica, a permeabilidade ao oxigénio, variações estequiométricas, expansão térmica e estabilidade de fases. Entre os materiais de cátodo merecem destaque La2Ni0.8C~0.20e4 +Y6B ~(CO,F~)~qOu~e +e,x ibem expansão termica relativamente baixa, apreciável condução mista e adequada actividade electroquímica quando usados com electrólitos sólidos a base de galato de lantânio Lal-xSrxGal,Mgy03,. Pelo contrário, as perovskites a base de LaCoO, possuem elevada condutividade iónica e electrónica mas a sua expansão termica é excessiva, tornando-os incompatíveis com os electrólitos sólidos usuais. No caso dos ânodos, o melhor desempenho foi observado para materiais com uma fase condutora iónica estável em condições redutoras, (p.e. zircónia estabilizada ou Gdl.86Ca0.14Ti207-se)l uma fase contendo Ce, (p.e. Ce0.8Gd0.~0O~U- ~C eo.8Cao.2V04+As)l.g umas modificações da camada superficial originam redução significativa das perdas por polarização.