INFLUÊNCIA DA COMPOSIÇÃO NAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS DE ELETRÓLITOS À BASE DE BaZrO3
As células a combustível cerâmicas protônicas (PCFCs) destacam-se como uma alternativa
promissora para a conversão eficiente de energia, devido à elevada eficiência energética, à baixa
emissão de poluentes e à operação em temperaturas intermediárias
(400°C-600°C). Entretanto, a aplicação dessa tecnologia ainda depende do desenvolvimento de
eletrólitos cerâmicos que apresentem alta condutividade protônica e estabilidade química.
Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo sintetizar, caracterizar e comparar o
desempenho de eletrólitos cerâmicos à base de perovskitas dos sistemas
BaZr0,4Ce0,3Y0,15Yb0,15O3−δ (BZCYYb) e BaZr0,875(YSc)0,125O3-δ (BZYSc), obtidos pelo método
dos precursores poliméricos (Pechini). Os materiais foram caracterizados por análise
termogravimétrica e calorimetria exploratória diferencial (TGA/DSC), difração de raios X
(DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de impedância
eletroquímica (EIS) em atmosferas de ar, ar úmido, hidrogênio seco e hidrogênio umidificado.
Usando o refinamento de Rietveld no padrão de DRX foram determinadas informações
estruturais, como parâmetros de redes e densidade teórica. Os resultados evidenciaram a
formação da fase perovskita e demonstraram que a composição química e o processamento
exerceram influência sobre a densificação, a microestrutura e o comportamento elétrico dos
materiais. O sistema BZCYYb apresentou elevada densificação e condutividade da ordem de
10−3 S·cm−1, em concordância com valores relatados na literatura. As composições do sistema
BZYSc apresentaram condutividades da ordem de 10−4 S·cm−1 a 10−8 S·cm−1, demonstrando que
a variação da razão estequiométrica entre os dopantes ítrio e escândio influenciou a
densificação, a microestrutura e o transporte de carga. Os resultados obtidos contribuem para a
compreensão da relação entre composição, microestrutura e propriedades elétricas de eletrólitos
condutores protônicos para o desenvolvimento de materiais com potencial aplicação em PCFCs.