Properties of Ni/YSZ porous cermets for SOFC anode substrates prepared by tape casting and coat-mix® process

RESUMOO objetivo do presente trabalho é aplicar técnicas de medição de porosidade e tortuosidade através da reconstrução digital de volume. A técnica pode ser aplicada em eletrodos reais de PaCOS onde a amostra é seccionada através de feixe de íons focalizado (FIF). A reconstrução é feita a partir das imagens de cada camada da amostra gerada pelo FIF.Os parâmetros geométricos, porosidade e tortuosidade, foram calculados a partir do empilhamento das imagens binarizadas. A porosidade foi obtida pela razão entre os voxels referentes aos poros e o volume total da amostra. A tortuosidade foi estimada com base no algoritmo Andarilhos Aleatórios, que simula as condições de difusão molecular, sem inserir um viés de direção preferencial.O uso da reconstrução 3D propiciou resultados de cálculo de porosidade mais precisos do que a classificação tradicional em duas dimensões. O modelo difusional descrito pelo algoritmo Andarilhos Aleatórios resultou em valores coerentes e aceitáveis do cálculo da tortuosidade.Palavras-chave: Feixe de íons focalizado, Processamento de Imagens, Pilhas a combustível de óxidos sólidos, porosidade, tortuosidade. ABSTRACTThe aim of this work is to make tortuosity and porosity measurements by the use of digital volume reconstruction technique. It can be applied on real SOFC electrodes where the sample is sliced by focused ion beam (FIB). The reconstruction is done from the images of each layer of the sample generated by FIB.The geometric parameters, such as porosity and tortuosity, were calculated from a stack of binary images. Porosity was obtained by the ratio between the voxels concerned to pores and the total sample volume. Tortuosity was measured by the use of the Random Walkers algorithm that simulates molecular diffusion conditions without adding a preferential direction bias.The use of 3D reconstruction provided results of porosity calculation more accurate than the traditional classification in two dimensions. The diffusional model described by Random Walkers algorithm represented coherent and well acceptable values for tortuosity.

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“…Estudos indicam que porosidades em torno destes valores proporcionam melhor permeabilidade dos gases reagentes [7].…”

Section: Discussionunclassified

Reconstrução digital de volume de eletrodo de PaCOS para cálculo de porosidade e tortuosidade

et al. 2013

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“…Investigation of porosity level in the deposition is critical as the amount of porosity enhances thermal insulation for thermal barrier coatings (Wang, Wang et al 2011) and gas circulation in fuel cell anode (Simwonis, Thulen et al 1999) application. The amount of porosity should not be more than 40 vol.% as greater amount of porosity will reduce the mechanical properties of the deposit.…”

Section: Porosity Contentmentioning

confidence: 99%

YSZ Reinforced Ni-P Composite by Electroless Nickel Co-Deposition

Baba¹

2012

Composites and Their Properties

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“…As células a combustível de óxido sólido (SOFC) são dispositivos eletroquímicos capazes de converter, de forma direta, energia química em energia elétrica com alta eficiência e baixa emissão de poluentes [1,2]. Estas células têm se mostrado altamente promissoras como fontes de "energia limpa", pois as emissões de CO 2 são extremamente baixas quando da utilização de combustíveis que possuam carbono em sua composição.…”

Section: Introductionunclassified

“…As eficiências elétricas obtidas por essas células estão em torno de 45 a 60%. A energia térmica gerada pode ser aproveitada para fazer funcionar uma turbina e a eficiência teórica total (elétrica e térmica) pode chegar a 85% [1][2][3][4][5].…”

Section: Introductionunclassified

Materiais usados na constituição dos principais componentes de células a combustível de óxido sólido

Nascimento

Mohallem

2009

Cerâmica

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ResumoAs células a combustível de óxido sólido (SOFC) são dispositivos capazes de gerar energia elétrica com alta eficiência e baixa emissão de poluentes. As altas temperaturas de operação dessas células (600 a 1000 ºC) são benéficas no sentido de possibilitar a reforma in situ do combustível utilizado, bem como sua aplicação em sistemas de co-geração de energia, aumentando sua eficiência teórica total que pode chegar entre 80 e 85%. Entretanto, essas altas temperaturas, o contato direto entre materiais de constituições químicas diferentes e a utilização de gases redutores e oxidantes, são alguns dos fatores que impõem severas restrições aos materiais usados na preparação de seus principais componentes. O presente artigo tem como objetivo revisar o desenvolvimento do estado da arte, com relação aos materiais de ânodo, cátodo, eletrólito, interconectores e selantes, usados em SOFCs. Os requisitos necessários para o bom funcionamento de cada componente e os materiais que melhor se adequam aos mesmos são descritos. As vantagens e desvantagens dos principais materiais encontrados na literatura são também comentadas e comparadas. Palavras-chave: células a combustível de óxido sólido, ânodo, cátodo, eletrólito. Abstract Solid oxide fuel cells (SOFC

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Properties of Ni/YSZ porous cermets for SOFC anode substrates prepared by tape casting and coat-mix® process

Cited by 169 publications

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Reconstrução digital de volume de eletrodo de PaCOS para cálculo de porosidade e tortuosidade

Reconstrução digital de volume de eletrodo de PaCOS para cálculo de porosidade e tortuosidade

YSZ Reinforced Ni-P Composite by Electroless Nickel Co-Deposition

Materiais usados na constituição dos principais componentes de células a combustível de óxido sólido

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