O cromito de lantânio (LaCrO3) é um material cerâmico sintético, que apresenta como principais características boa condutividade elétrica em altas temperaturas (> 800 °C), estabilidade química e física em atmosferas oxidantes e redutoras e, significativa atividade catalítica quando na forma de pós. Estas características o tornam atrativo para diversas aplicações de interesse tecnológico, como catalisadores, resistências para fornos de alta temperatura e geração de energia elétrica, sendo que nesse campo é potencialmente o material mais adequado para utilização como interconector em células a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC). As características intrínsecas, propriedades e técnicas de processamento do cromito de lantânio são consideradas neste trabalho por meio de uma revisão dos principais estudos relatados ao longo dos últimos 40 anos.

The lanthanum chromite (LaCrO3) is a synthetic ceramic material, which has as main characteristics of good electrical conductivity at high temperatures (> 800 °C), physical and chemical stability in oxidizing and reducing atmospheres, and a significant catalytic activity when used as powder. These features make it attractive for various technological applications such as catalysts, resistance to high temperature furnaces and electric power generation, and this field is potentially the most appropriate material for use as interconnector in Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). The intrinsic characteristics, properties and processing of lanthanum chromite are detailed in this paper through a review of major studies reported over the past 40 years.

O cromito de lantânio (LaCrO3) para ser utilizado como interconector em células a combustível de óxido sólido, ademais de possuir condutividade elétrica adequada, deve apresentar alta densidade, contribuindo com a estanqueidade dos gases utilizados. Utilizando LaCrO3 dopado com Sr e Co sintetizado por combustão, estudou-se o efeito das atmosferas inerte (argônio) e oxidante (ar) no comportamento de sinterização e densificação. As peças foram sinterizadas em dilatômetro, caracterizadas com difração de raios X e as densidades foram determinadas pelo método de Arquimedes. Na observação das microestruturas formadas utilizou-se microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que as duas atmosferas favorecem a densificação do cromito de lantânio dopado; porém, ciclos térmicos em meios oxidantes podem prejudicar o desempenho do material quando em utilização como interconector.

Lanthanum chromite to be used as interconnector in high temperature solid oxide fuel cells (HTSOFCs) must have adequate electrical conductivity and high density to avoid the mixture of employed gases. Sr and Co doped-LaCrO3 synthesized by combustion reaction was used to study the effect of the sintering atmospheres, inert (Ar) and oxidant (air) on the sintering/densification behavior. The pellets were sintered in a dilatometer and characterized by X-ray diffraction. The sintered densities were determined by Archimedes method, and Scanning Electronic Microscopic was used for microstructure observation. The results shown that inert and oxidant atmospheres promote densification but after thermal cycles, in oxidant media, theHTSOFCs performance may be impaired

O cromito de lantânio (LaCrO3), para ser utilizado como interconector, é fundamental que além da condutividade elétrica adequada, apresente alta densidade, contribuindo deste modo para estanqueidade tanto do hidrogênio presente no ânodo como do oxigênio presente no cátodo das células a combustível de óxido sólido. Utilizando-se LaCrO3 dopado com Sr e Co sintetizado pela rota de síntese por combustão, estudou-se o comportamento de densificação em função do tempo, da temperatura e da concentração dos aditivos. Os pós de cromito de lantânio obtidos foram caracterizados por meio de difração de raios X e método de Rietveld na determinação de parâmetros estruturais e quantificação de fases presentes, microscopia eletrônica de varredura, determinação de área de superfície específica e distribuição de tamanhos de partículas. As peças sinterizadas tiveram suas densidades determinadas pelo método de Arquimedes, análise por microscopia eletrônica de varredura para verificação das microestruturas formadas e de dilatometria na avaliação do coeficiente de expansão térmica. Os resultados mostram que o aumento da temperatura de sinterização tem maior influência no comportamento de densificação do LaCrO3 do que o tempo de tratamento, e o aumento na concentração de dopantes contribui acentuadamente nos processos de sinterização e densificação do material.

Lanthanum chromite (LaCrO3) is one of the most adequate materials for use as interconnector in solid oxide fuel cell applications, due to its intrinsic properties, namely its good electrical conductivity and resistance to environment conditions in fuel cell operations. Due to difficulties in sintering, additives are usually added to help in the densification process. In this work, the influence of added cobalt and strontium, time and temperature in the sintering of LaCrO3 obtained by combustion synthesis, was studied. The LaCrO3 powders were characterized by X-ray diffraction, Rietveld refinement method, scanning electronic microscopy, specific surface area and particle size determination. The sintered LaCrO3 samples were characterized by Archimedes method, scanning electronic microscopy, and dilatometric measurements. The results show that sintering temperatures is more effective than sintering times and the increase of dopants concentration contributes strongly in the sintering processes and densification. The results show that sintering temperatures is more effective than sintering times and by increasing the strontium and cobalt concentrations it is possible to reduce the temperature of sintering. Using both additives, the sintering processes took place in lesser times than normally used for this material, as well as greater values of density were attained.

O cromito de lantânio (LaCrO3) é o material mais estudado para a produção de interconectores para células a combustível de óxido sólido (SOFC). Devido a complexidade das microestruturas e geometrias das SOFCs, freqüentemente são necessárias, técnicas de processamento coloidal, os quais têm recebido maior atenção nos últimos anos por permitirem a obtenção de partes complexas com microestrutura controlada e reprodutíveis. Nos últimos anos, muito esforço tem sido direcionado ao processamento dos eletrólitos e eletrodos, mas aos componentes como o interconector, pouca atenção tem sido dada. Este artigo apresenta o estudo reológico e de conformação em moldes de gesso do cromito de lantânio para a produção de interconectores para SOFCs. A composição La0,80Sr0,20Cr0,92Co0,08O3, obtida por reação de combustão, foi utilizada. As suspensões aquosas foram preparadas com conteúdo de sólidos variando de 8 a 17,5% vol. utilizando-se, poliacrilato de amônia (PAA) como polieletrólito/dispersante e hidróxido de tetrametilamônio (HTMA) como provedor de alcalinidade. A influência da concentração dos aditivos e o tempo em moinho de bolas foram estudados. Os resultados indicam que o tempo 24 h de homogeneização em moinho de bolas, com 3% e 1%, em massa, de PAA e HTMA respectivamente, proporcionam as melhores condições para colagem em moldes de gesso, sendo possível obter peças após sinterização com densidades relativas elevadas.

Lanthanum chromite (LaCrO3) is the most studied material for SOFC's interconnectors' production. The complexity of microstructures and geometries of SOFC devices often requires the use of colloidal processing techniques, which have received increased attention in the last years for obtaining complex parts with controlled microstructure and high reliability. Much effort has been devoted to the processing of electrodes and electrolytes but the other layers, such as that of interconnecting material, have received scarce attention. This paper deals with the rheology and casting behaviour of lanthanum chromite based materials to produce interconnectors for SOFCs. A powder with the composition La0.80Sr0.20Cr0.92Co0.08O3 was obtained by combustion synthesis. Aqueous suspensions were prepared to solids loading ranging from 8 to 17.5 vol.%, using ammonium polyacrylate (PAA) as polyelectrolyte/dispersant and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to assure basic pH. The influence of the additives concentrations and suspension ball milling time were studied. Suspensions prepared with 24 h ball milling, with 3 wt.% and 1 wt.%, of PAA and TMAH respectively, yielded the best conditions for successful slip casting, leading to relatively dense sintered materials.