Preparação, caracterização e propriedades elétricas do eletrólito sólido BaCe0,8Y0,2O2,9

Abstract

Resumo: Eletrólitos sólidos cerâmicos de BaCe0,8Y0,2O2,9 foram preparados com pós obtidos pelo método dos precursores poliméricos. O pó de cerato de bário dopado com ítrio foi caracterizado por análise térmica diferencial, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Amostras compactadas foram analisadas por dilatometria para caracterização dos processos de sinterização. A cerâmica sinterizada foi caracterizada por difração de raios-X. Outras propriedades físico-químicas da amostra foram analisadas pelas técnicas de análise térmica diferencial, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X. Os resultados das medidas de densidade aparente confirmam que o cerato de bário dopado com ítrio apresenta uma boa densificação. Os dados de condutividade e energia de ativação dos eletrólitos sólidos a base de céria foram determinados utilizando a técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica. As medidas foram realizadas em atmosfera de nitrogênio numa faixa de temperatura entre 400 ºC e 700 ºC, em intervalos de 50 ºC. Para a faixa de temperatura estudada, a condutividade aumenta com o aumento da temperatura. Utilizando uma representação tipo Arrhenius, foi determinada a energia de ativação para o eletrólito sólido.

Abstract: Obtained BaCe0,8Y0,2O2,9 solid electrolyte ceramic have been prepared with powders from the method of polymeric precursors. The powder of barium cerate doped with yttrium was characterized by differential thermal analysis, X-ray powder diffraction and scanning electron microscopy. Compact samples were analyzed by dilatometry for characterization of the sintering processes. The sintered ceramic was characterized by X-ray diffraction. Other physical-chemistry properties of the sample have been analyzed by the techniques of differential thermal analysis, scanning electronic microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The apparent density results confirm that the barium cerate doped with yttrium presents a good densification. The conductivity data and activation energy of the ceria based solid electrolytes have been determined using the technique of electrochemical impedance spectroscopy. The measurements have been made in nitrogen atmosphere in a range oftemperature between 400 ºC and 700 ºC, in intervals of 50 ºC. For the range temperature studied, the conductivity increases with the increase of the temperature. Using a representation type Arrhenius, the activation energy for the solid electrolyte was determined.