O referido projeto se baseia na preparação de membranas compósitas baseadas em polietileno e óxido de silício como eletrólito sólido em sistemas de conversão eletroquímico. A preparação de compósitos visa a obtenção de materiais com alta condutividade e excelentes propriedades química, mecânica e térmica. Os compósitos serão produzidos a partir de polímeros de polietileno de alta densidade (HDPE) e óxido de silício (SiO2) comerciais por extrusão dupla rosca, e serão submetidos a processos de copolimerização via radiação. O IPEN, por apresentar facilidades resultantes do seu histórico na área nuclear, apresenta infraestrutura única para síntese desses materiais. O objetivo principal desse projeto é otimizar as propriedades físico-químicas assim como desenvolver uma metodologia para aumento de escala na produção de tais materiais, que poderão ser empregados em células a combustível, eletrolisadores e conversores de metano a produtos de maior valor agregado.

A preparação, por meio de um técnica de mistura líquida modificada, de compósitos ZrO2:8 mol% Y2O3 / NiO (YSZ / NiO) em ampla faixa de fração volumétrica relativa é reportada. Este método resultou em partículas nanométricas de NiO dispersas em partículas de YSZ, permitindo a obtenção de amostras sinterizadas com alta densidade e ausência de formação sólida entre os óxidos. Estas características possibilitaram a caracterização elétrica dos compósitos em ampla faixa de temperatura e pressão parcial de oxigênio. Os principais resultados mostram que os compósitos estudados têm alta condutividade elétrica e que as propriedades de transporte nesses condutores mistos iônico-eletrônico (MIEC) são fortemente dependentes da fração relativa de fases, da microestrutura e da temperatura. Estes parâmetros devem, portanto, ser considerados para o design otimizado de MIECs para aplicações eletroquímicas. Neste contexto, o compósito foi reduzido em atmosfera de H2 para a preparação de cermets YSZ/Ni para uso em anodos de células a combustível de óxidos sólidos. Os resultados mostram que foram obtidos compósitos YSZ/Ni com alta condutividade elétrica e baixa fração volumétrica da fase metálica. (AU)