Title

CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL E ELÉTRICA DE UMA CÉLULA A COMBUSTÍVEL DO TIPO SOFC

MICROSTRUCTURAL AND ELECTRICAL CHARACTERIZATION OF A SOFC FUEL CELL TYPE

Authorship

Motta, Ana Cláudia S. G.; Gonçalves, Ana Cláudia Silva; Ramires, Rodrigo Dias; Furtado, José Geraldo de Melo

Motta, Ana Cláudia S. G.

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Gonçalves, Ana Cláudia Silva

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Ramires, Rodrigo Dias

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Furtado, José Geraldo de Melo

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DOI

10.5151/1516-392X-30242

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Abstract

O presente estudo foi realizado com o intuito de determinar parâmetros microestruturais que definem os comportamentos eletroquímico e elétrico de uma célula a combustível do tipo óxido sólido, SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, possibilitando a revelação de particularidades dos microconstituintes como porosidade, tamanho médio de grão e suas distribuições. As micrografias obtidas foram submetidas à análise digital de imagens, obtendo assim a quantificação de propriedades das microestruturas dos eletrodos (catodo e anodo) e do eletrólito. A análise de microscopia revelou a presença de uma camada de pequena espessura (interlayer) de céria dopada com gadolínio localizada entre o eletrólito e o catodo. O eletrólito exibiu grãos com uma tendência equiaxial, com tamanho médio de grão de 3,43 µm. O anodo apresentou um gradiente de porosidade, não alcançando a porcentagem de porosidade ideal para que a difusão de gases ocorra de maneira eficiente. A região catódica demonstrou valores de porosidade em conformidade com o recomendado na literatura.

The present study was carried out in order to determine microstructural parameters that define the electrochemical and electrical behaviors of a solid oxide fuel cell (SOFC). Microstructural characterization was made by scanning electron microscopy, providing the identification of porosity and average grain size and it's distributions. The obtained micrographs were submitted to the digital image analysis, obtaining the quantification of electrodes properties of the electrodes (cathode and anode) and electrolyte. Microscopy analysis revealed the presence of a thin layer (interlayer) of gadolinium doped ceria between the electrolyte and the cathode. The electrolyte exhibited grains with an equiaxial tendency, with average grain size of 3.43 μm. The anode presented a porosity gradient, not reaching the ideal porosity percentage for gas diffusion to occur efficiently. The cathodic region showed porosity values as recommended in the literature.

Keywords

SOFC, Microestrutura, Processamento e análise de imagens, Desempenho Eletroquímico

SOFC, Microstructure, Image Processing and Analysis, Electrochemical Performance.