Nell'ambito sia nazionale che internazionale, la possibilità di utilizzare membrane composite totalmente ceramiche per la separazione di idrogeno ad alte temperature accoppiando una fase a conduzione protonica a base di BaCe0. 65Zr0. 2Y0.15O3-? (BCZY) con una fase a conduzione elettronica, ceria drogata con Gd (Gd0.2Ce0. 8O2-?, GDC), è stata dimostrata ampiamente, per la prima volta dagli istituti ICMATE e ISTEC del CNR sin dal 2015, come riportato dai numerosi lavori scientifici presenti su riviste ad alto impact factor su questa tematica. In particolare, è stato dimostrato che membrane a base di BCZY-GDC con architettura asimmetrica prodotte mediante colaggio su nastro, permettono di ottenere flussi massimi di idrogeno permeato fino a 0.68 mL min-1 cm-2 a 750 °C con una media attestabile sui 0.47 mL min-1 cm- 2 a 750 °C, valori tra i più elevati riportati in letteratura per un sistema ceramico. L' attività è stata volta alla produzione di supporti ceramici a base di BCZY-GDC e/o BCZY aventi porosità ingegnerizzata mediante tecnica di microestrusione UV-assistita. L'attività condotta ha permesso di definire con successo: o un protocollo di formulazione di inchiostri con le giuste caratteristiche reologiche per essere microestrusi; o un set di parametri di stampa adatti all'ottenimento di supporti a porosità ingegnerizzata. A causa di problematiche connesse alla presenza della GDC che inibisce parzialmente la fotopolimerizzazione, interagendo con la radiazione UV e causando conseguentemente cricche durante i successivi trattamenti termici, sono state prodotti supporti a porosità ingegnerizzata a base di BCZY. L'applicazione di un protocollo ottimizzato di pre-conditioning, debinding e sinterizzazione ha permesso di ottenere supporti perfettamente planari, stabili meccanicamente, a porosità ingegnerizzata, aventi porosità > 40%, in linea con quanto atteso.
RT 2022-22 PROT 00011032022 del 22-06-22 Protocollo di produzione di supporti a porosità ingegnerizzata e loro caratterizzazione morfologica e microstrutturale mediante tecnica di microestrusione
Alex Sangiorgi;Elisa Mercadelli;Angela Gondolini;Simone Casadio;Andrea Bartoletti;Alessandra Sanson
2021
Abstract
Nell'ambito sia nazionale che internazionale, la possibilità di utilizzare membrane composite totalmente ceramiche per la separazione di idrogeno ad alte temperature accoppiando una fase a conduzione protonica a base di BaCe0. 65Zr0. 2Y0.15O3-? (BCZY) con una fase a conduzione elettronica, ceria drogata con Gd (Gd0.2Ce0. 8O2-?, GDC), è stata dimostrata ampiamente, per la prima volta dagli istituti ICMATE e ISTEC del CNR sin dal 2015, come riportato dai numerosi lavori scientifici presenti su riviste ad alto impact factor su questa tematica. In particolare, è stato dimostrato che membrane a base di BCZY-GDC con architettura asimmetrica prodotte mediante colaggio su nastro, permettono di ottenere flussi massimi di idrogeno permeato fino a 0.68 mL min-1 cm-2 a 750 °C con una media attestabile sui 0.47 mL min-1 cm- 2 a 750 °C, valori tra i più elevati riportati in letteratura per un sistema ceramico. L' attività è stata volta alla produzione di supporti ceramici a base di BCZY-GDC e/o BCZY aventi porosità ingegnerizzata mediante tecnica di microestrusione UV-assistita. L'attività condotta ha permesso di definire con successo: o un protocollo di formulazione di inchiostri con le giuste caratteristiche reologiche per essere microestrusi; o un set di parametri di stampa adatti all'ottenimento di supporti a porosità ingegnerizzata. A causa di problematiche connesse alla presenza della GDC che inibisce parzialmente la fotopolimerizzazione, interagendo con la radiazione UV e causando conseguentemente cricche durante i successivi trattamenti termici, sono state prodotti supporti a porosità ingegnerizzata a base di BCZY. L'applicazione di un protocollo ottimizzato di pre-conditioning, debinding e sinterizzazione ha permesso di ottenere supporti perfettamente planari, stabili meccanicamente, a porosità ingegnerizzata, aventi porosità > 40%, in linea con quanto atteso.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
