RT 2022-21 PROT 0001102-2022 del 22-06-22. Membrane Cer-Cer: produzione di strutture asimmetriche con supporto poroso realizzato mediante tecnologie non convenzionali

Sebbene siano state riportate in letteratura prestazioni incoraggianti in termini di flussi di idrogeno nel permeato per membrane completamente ceramiche a base del composito BaCe0.65Zr0.2Y0.15O3 (BCZY) - Gd0.2Ce0.8O2, (GDC), i risultati ottenuti ad oggi risultano ancora lontani per concrete applicazioni nella separazione/purificazione di idrogeno. Per questa ragione, il miglioramento delle performance fluidodinamiche nonché dell'attivazione catalitica del supporto, necessarie a massimizzare l'efficienza di separazione, riducendo le perdite di carico ad esso connesse quando correttamente inserite in impianto, risulta essere di cruciale importanza per raggiungere flussi di idrogeno permeato >= 1 mL min-1 cm-2, interessanti per applicazioni industriali. L'attività svolta ha permesso la formulazione e ottimizzazione di un inchiostro serigrafico a base di BCZY-GDC da depositare su supporti con elevata porosità allineata ottenuti per freeze casting. Sono stati identificati natura e percentuale di agente disperdente (GTO, 1 ? 10-3 g disperdente/m2 polvere ceramica) ed area superficiale della polvere ceramica di partenza (BCZY 4,6 m2/g - GDC 5,6 m2/g, 1 : 1 % vol.). È stato inoltre possibile identificare un protocollo di produzione innovativo per l'ottenimento di membrane asimmetriche mediante processo combinato di freeze casting + serigrafia, aventi caratteristiche morfologiche (densità dello strato attivo >= 95%, porosità del supporto >= 40%), strutturali (coesistenza fase protonica ed elettronica) e meccaniche in linea con quanto atteso. Le membrane a porosità ingegnerizzata sono risultate essere a tenuta di gas e hanno registrato permeabilità d'idrogeno superiore al valore prefissato di >= 1 mL min-1 cm-2.