RESUMOFonte de Energia Alternativa, Renovável e Limpa é um tema cada vez mais presente no dia a dia da atual sociedade mundial. Pilhas a combustível surgem como uma opção real para tornar as fontes alternativas um dos principais modos de geração de energia em futuro próximo. Zircônia estabilizada com 8% mol de ítria (ZEI8) é o material mais utilizado como eletrólito em pilha a combustível de óxido sólido (PaCOS), por apresentar condutividade iônica e estabilidade química em atmosferas oxidante e redutora que permitem à pilha apresentar bom rendimento quando operando em torno de 1000ºC. Céria dopada com terras raras tem recebido atenção especial devido a sua elevada condutividade elétrica, o que possibilita uma temperatura de operação de PaCOS entre 500 e 800 °C. Neste trabalho, a condutividade elétrica de céria dopada com ítria e gadolínia é discutida em função das microestruturas obtidas em diferentes condições de sinterização. Resultados de zircônia estabilizada com 8 %mol de ítria, também, são apresentados com o objetivo de usá-los como uma referência. A condutividade elétrica do grão de céria dopada, individualmente, com 10 %mol Y 2 O 3 e 12,5 %mol Gd 2 O 3 é maior que da ZrO 2 dopada com 8 %mol Y 2 O 3 . Contudo, a condutividade do contorno de grão de céria dopada é muito sensível às condições de sinterização, especificamente, à temperatura e ao tempo de patamar, podendo ser mais do que uma ordem de grandeza inferior à condutividade do grão. A elevada sensibilidade da condutividade do contorno de grão de céria dopada com as condições de sinterização está relacionada com a formação e distribuição de segunda fase no contorno. A formação dessa fase depende do tipo de dopante sendo favorecida pela presença de Y 2 O 3 .Palavras-chaves: céria dopada, zircônia dopada com ítria, condutividade elétrica, microestrutura. Electrical properties and microstructure of Gd +3 and Y +3 doped ceria for application as electrolyte in fuel cells ABSTRACTClean renewable alternative energy source is a great issue of work nowadays. In a near future fuel cells will be the most promising answer of this issue. 8 mol% Yttria stabilized zirconia (8YSZ) is the most used material as electrolyte because of its ionic conduction and chemical stability under reducing and oxidant atmosphere, which allows that this device shows good efficiency at operating temperatures around 1000 ºC. Rare earth doped ceria has received special attention due to its high electrical conductivity that permits SOFC's to operate into a range of 500 to 800ºC. In this work Y doped ceria and Gd doped ceria electrical conduction are discussed as function of its microstructures obtained in different sintering conditions. 8YSZ results are also presented as reference. The grain electrical conductivity of rare earth doped ceria is bigger than 8YSZ. However, the grain boundary conductivity is mostly affected by the sintering conditions, specially sintering temperature and soaking time. It can be more than 1 order of magnitude smaller than grain conductivity. The grain bounda...

No abstract

No abstract

Thermomechanical stress simulations are combined with experimental tests to assess the effects of rigid inclusions on the sintering of 8 mol% yttria‐stabilized zirconia (8YSZ) green compacts and the phenomena of restricted and differential sintering on microstructure development and electrical properties are investigated. Rigid inclusions of sintered ceramic particles with different shapes (spherical and jagged) and compositions (alumina, 3YSZ, and 8YSZ) are added in different volume fractions (1, 5, and 15 vol%) to 8YSZ commercial powders, which are formed by isostatic pressing and sintered by conventional method. Restricted and differential sintering effects are observed in the development of the microstructure varying in function of volume fraction, shape, structural composition, and thermomechanical properties of the inclusions, resulting in different combinations of tensile and compressive strain states in the matrix, and varying electrical behaviors. The addition of 1 vol% of 8YSZ irregular rigid inclusions leads to an increase of 36% in total electrical conductivity and a 33% increase in power density under solid oxide fuel cells operation conditions compared to samples without inclusions.