Óxidos a base
de Zirconato de Cálcio tem alta estabilidade química, boa resistência, alta
densidade e boa tolerância há choques térmicos [1, 2, 3], os tornando assim atraentes
para aplicações com filmes eletrólitos como células de combustível de óxidos
sólidos (SOFCs), sensores, membranas de separação e outros tipos de
dispositivos eletroquímicos [4, 5].
As tecnologias
de filmes finos são amplamente aplicadas para fabricação de SOFCs que operam em
temperaturas intermediárias [8], para isso o filme deve ser a prova de gás para
evitar vazamento de combustível, enquanto que o eletrodo de suporte deve ser
suficientemente poroso de forma a facilitar o transporte de gás e esse é um dos
maiores desafios para a construção de filmes de SOFCs. Uma solução sugerida
para esse problema é a deposição de um filme denso sobre um eletrodo poroso [7, 8].
Os Métodos de deposição
de solução química (CDS) são os mais comuns na produção de eletrólitos de Oxido
Sólido, onde utilizam uma solução composta de metais solúveis num solvente
comum.
Essa técnica de deposição aplicada permite a obtenção de películas contínuas de eletrólito sobre eletrodos porosos. A Baixa viscosidade e alta capacidade molhante da solução precursora promove a formação de uma camada composta com redes interpenetrantes entre as fases do eletrodo e do eletrólito, na interface filme/substrato. Essa estrutura melhora o desempenho eletroquímico da célula. De acordo com os resultados da investigação é revelado a interdifusão de corrente entre os materiais de película e de substrato [9].
Referências.
[5] D.A. Medvedev, J.G. Lyagaeva, E.V. Gorbova, A.K. Demin, P. Tsiakaras, Advanced materials for SOFC application: Strategies for the development of highly conductive and stable solid oxide proton electrolytes, Prog. Mater Sci., 75 (2016) 38-79.
[6] D. Beckel, A. Bieberle-Hütter, A. Harvey, A. Infortuna, U.P. Muecke, M. Prestat, J.L.M. Rupp, L.J. Gauckler, Thin films for micro solid oxide fuel cells, J. Power Sources, 173 (2007) 325-345.
Referências.
[1] S.C. Hwang, G.M. Choi, The effect of cation nonstoichiometry on the electrical conductivity of acceptor-doped CaZrO3, Solid State Ionics, 177 (2006) 3099-3103.
[2] T. Murakami, H. Fukuyama, K. Nagata, M. Susa, T. Kishida, Phase diagram for the system CaO-Al2O3-ZrO2, Metall and Materi Trans B, 31 (2000) 25-33.
[3] W. Weppner, H. Schulz, C. Wang, X. Xu, H. Yu, Y. Wen, K. Zhao, Proceedings of the 6th International Conference on Solid State Ionics A study of the solid electrolyte Y2O3-doped CaZrO3, Solid State Ionics, 28 (1988) 542-545.
[4] D. Medvedev, A. Murashkina, E. Pikalova, A. Demin, A. Podias, P. Tsiakaras,
BaCeO3: Materials development, properties and application, Prog. Mater Sci., 60
(2014) 72-129.
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[7] A.A. Solov’ev, N.S. Sochugov, A.V. Shipilova, K.B. Efimova, A.E.
Tumashevskaya, Mid-temperature solid oxide fuel cells with thin film ZrO2: Y2O3
electrolyte, Russ J Electrochem, 47 (2011) 494-502.
[8] A.G.J. Vervoort, P.J. Scanlon, M. de Ridder, H.H. Brongersma, R.G. van Welzenis, Surface modification of a fuel cell material by ion implantation, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 190 (2002) 813-816.
[9] DUNYUSHKINA, L. A. et al. Deposition and Characterization of Y-doped CaZrO 3 Electrolyte Film on a Porous SrTi 0.8 Fe 0.2 O 3-? Substrate. Electrochimica Acta, v. 202, p. 39–46, jun. 2016.
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