Title

DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE INTERCONECTORES METÁLICOS PARA CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DE ALTAS TEMPERATURAS DE OPERAÇÃO

DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF METALLIC INTERCONNECTS FOR HIGH TEMPERATURE OPERATION FUEL CELLS

Authorship

Ferreira, Fernanda Cendon Gil; Silva, Antonio Ladeira da; Furtado, José Geraldo de Melo; Soares, Guilherme Fleury Wanderley

Ferreira, Fernanda Cendon Gil

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Silva, Antonio Ladeira da

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Furtado, José Geraldo de Melo

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Soares, Guilherme Fleury Wanderley

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DOI

10.5151/2594-5327-22853

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Abstract

Aços inoxidáveis ferríticos têm sido utilizados na confecção de interconectores de células a combustível (CaC) de alta temperatura de operação, em substituição aos materiais cerâmicos, os quais são de difícil e onerosa produção. Contudo, em temperaturas elevadas, da ordem de 700°C-850°C, estes aços sofrem degradação que resulta em aumento da resistividade elétrica, perdas por corrosão e redução da vida útil das CaC. Neste trabalho se avalia o uso de recobrimentos de cobre e de níquel, com partículas de La2O3, Y2O3, CeO2 e LaCrO3, aplicados por eletrodeposição sobre aços inoxidáveis ferríticos AISI 430, AISI 441 e Crofer22APU®. Os corpos de prova produzidos foram avaliados por microscopia, por gravimetria e por caracterização eletrotérmica. Os melhores resultados foram obtidos com os sistemas Ni/Crofer22APU®, Cu/Crofer22APU® e Ni/AISI 441, com partículas de LaCrO3 e CeO2. Valores de resistência elétrica específica por área inferiores a 10 m.cm2 foram obtidos.

Ferritic stainless steels have been used in the making of high temperature operation fuel cells (FC) interconnects, replacing the ceramic materials, which are of difficult and costly production. However, at high temperatures, on the order of 700°C-850°C, these steels undergo degradation resulting in increased electrical resistivity, corrosion losses and reduce the life of the FC. This paper evaluates the use of coatings of copper and nickel, with particles of La2O3, Y2O3, CeO2 and LaCrO3 applied by electroplating on ferritic stainless steels AISI 430, AISI 441 and Crofer22APU®. The specimens produced were evaluated by microscopy, gravimetrically and by electrothermal characterization. The best results were obtained with systems Ni/Crofer22APU®, Cu/Crofer22APU® and Ni/AISI441 with LaCrO3 and CeO2 particles. Area specific electric resistance values below 10 m.cm2 were obtained.

Keywords

Interconectores metálicos; Células a combustível; Revestimentos conjugados; Eletrodeposição.

Metallic interconnects; Fuel cells; Composite coating; Electrodeposition.