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Otimização de camadas funcionais para SOFC por PLD

Processo: 19/21159-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 06 de janeiro de 2020
Vigência (Término): 05 de janeiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Fabio Coral Fonseca
Beneficiário:Marina Machado Livinalli
Supervisor: Marc Torrell Faro
Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa: Institut de Recerca en Energia de Catalunya, Barcelona (IREC), Espanha  
Vinculado à bolsa:19/04499-6 - Desenvolvimento de ânodos com camadas catalíticas para células a combustível de óxidos sólidos a etanol direto, BP.DD
Assunto(s):Materiais cerâmicos   Eletrocerâmicas   Células a combustível de óxidos sólidos   Deposição física de vapor
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:células a combustível de óxido sólido | céria dopada com gadolínio | eletrocerâmicas | Pld | Cerâmicos

Resumo

A deposição de camadas finas em células a combustível de óxido sólido (SOFCs) demonstrou ser um método altamente relevante para melhorar o desempenho da célula a combustível. Métodos físicos de deposição de vapor (PVD), como a deposição por laser pulsado (PLD), surgiram para fabricar eletrólitos finos e densos e filmes de barreiras funcionais, pois permitem um ótimo controle da estequiometria e da microestrutura. Recentemente, foi proposto inserir uma camada protetora de céria dopada com gadolínio (GDC) para evitar reações interfaciais indesejadas entre o eletrólito de zircônia estabilizada com ítria (YSZ) e o cátodo de última geração, a ferrita de cobalto estrôncio e lantânio (LSCF). No entanto, a etapa de fabricação da camada de barreira e dos componentes adjacentes da célula requer controle, pois a interdifusão de cátions geralmente ocorre através dos poros e dos contornos de grãos da barreira de GDC. Tais processos são ativados termicamente e levam a célula a uma rápida degradação, limitando seu potencial de aplicação. Portanto, é essencial desenvolver uma camada de barreira eficaz que melhore o desempenho das células e minimize a interdifusão. O foco deste estágio de pesquisa no IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya) será na fabricação de camadas de barreira finas e densas depositadas pelo método PLD em SOFCs planares de grande área. A célula aprimorada será testada em condições realistas para avaliar sua aplicação visando o aprimoramento da técnica de PLD. O IREC é uma das principais instituições no mundo a desenvolver SOFCs usando o método PLD e o nosso grupo no IPEN instalou recentemente um sistema PLD. Portanto, o estágio é uma excelente oportunidade para treinar os alunos nessa poderosa técnica e trocar conhecimentos por meio de colaboração científica. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MACHADO, MARINA; BAIUTTI, FEDERICO; BERNADET, LUCILE; MORATA, ALEX; NUNEZ, MARC; OUWELTJES, JAN PIETER; FONSECA, FABIO CORAL; TORRELL, MARC; TARANCON, ALBERT. Functional thin films as cathode/electrolyte interlayers: a strategy to enhance the performance and durability of solid oxide fuel cells. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 10, n. 33, p. 9-pg., . (14/09087-4, 19/04499-6, 19/21159-4, 17/11937-4)

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