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Navegação por autor "943"
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NANDENHA, J.
; NAGAHAMA, I.H.F.
; YAMASHITA, J.Y.
; FONTES, E.H.
; AYOUB, J.M.S.
; SOUZA, R.F.B. de
; FONSECA, F.C.
; NETO, A.O.
.
Activation of methane on PdZn/C electrocatalysts in an acidic electrolyte at low temperatures.
International Journal of Electrochemical Science,
v. 14,
n. 12,
p. 10819-10834,
2019.
DOI:
10.20964/2019.12.76
Abstract:
PdZn/C electrocatalysts were prepared by sodium borohydride utilized as reducing agent for activation methane in an acidic medium at room temperature and in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) at 80°C. The materials prepared were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The diffractograms of the PdZn/C electrocatalysts showed only peaks associated with Pd face-centered cubic (fcc) structure. Cyclic voltammograms (CV) of all electrocatalysts after adsorption of methane shown an increment in current during the anodic scan, this effect was more pronounced for Pd(70)Zn(30)/C. In situ ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared) experiments was not observed the formation of intermediates adsorbed for PdZn/C electrocatalysts, this behavior indicated that the methane oxidation occurs by parallel mechanisms. Polarization curves at 80°C in PEMFC show that Pd(90)Zn(10)/C has superior performance over the other electrocatalysts in methane oxidation.
Palavras-Chave:
methane;
palladium;
zinc;
electrocatalysts;
sodium compounds;
borohydrides;
reduction;
oxidation;
polarization;
electrolytes;
diagrams
NANDENHA, J.; NAGAHAMA, I.H.F.; YAMASHITA, J.Y.; FONTES, E.H.; AYOUB, J.M.S.; SOUZA, R.F.B. de; FONSECA, F.C.; NETO, A.O.
Activation of methane on PdZn/C electrocatalysts in an acidic electrolyte at low temperatures.
International Journal of Electrochemical Science,
v. 14,
n. 12,
p. 10819-10834,
2019.
DOI:
10.20964/2019.12.76.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30819. Acesso em: $DATA.
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SANTIAGO, ELISABETE I.
; MATOS, BRUNO R.
; DRESCH, MAURO A.; ISIDORO, ROBERTA A.
; FONSECA, FABIO C.
.
Advances on Nafion-based composites for high temperature proton exchange membrane fuel cells.
In: BRAZIL MRS MEETING, 16th,
September 10-14, 2017,
Gramado, RS.
Abstract...
São Carlos, SP: Aptor Software,
2017.
p. 55-55.
Abstract:
PEMFC (Proton exchange membrane fuel cell) is considered a promising and
efficient hydrogen fuelled electrical power source. However, PEMFC faces several
technical problems, such as sluggish electrode reaction kinetics involving the
limiting rate of the oxygen reduction and alcohol oxidation reactions, and high
resistance to ion transport that could be surpassed with increasing of the
operation temperature. The main impediment for such a temperature increase is
the water dependent performance of the state-of-the-art Nafion electrolyte. Above
80 ºC water starts to evaporate considerably and Nafion microdomains begin to
shrink, disrupting its percolative structure, leading from a conductor to insulator
transition. In this work, the incorporation in-situ or ex-situ of an inorganic phase
with hydrophilic properties, such as TiO2 and SiO2, into Nafion membranes has
been evaluated as an interesting alternative to produce stable electrolytes able to
operate at higher temperatures (130o C). The physical-chemistry and
electrochemical characterisation has shown that the inorganic particles located in
both the nonionic and ionic regions of the ionomer have important contributions
to enhanced thermal stability and water uptake. Such features resulted in
significant improvements of the PEMFCs using composite electrolytes tested at
high operating temperature and low relative humidity. In addition, remarkable
enhancement on the DEFC (Direct Ethanol Fuel Cell) performance (122 mW cm‑2)
has been obtained as a result of an increase of ethanol oxidation reaction rate
promoted by the combination of enhanced catalyst activity and high temperature
of operation using stable composite Nafion-SiO2 electrolytes.
SANTIAGO, ELISABETE I.; MATOS, BRUNO R.; DRESCH, MAURO A.; ISIDORO, ROBERTA A.; FONSECA, FABIO C.
Advances on Nafion-based composites for high temperature proton exchange membrane fuel cells.
In:
BRAZIL MRS MEETING, 16th,
September 10-14, 2017,
Gramado, RS.
Abstract...
São Carlos, SP: Aptor Software,
2017.
p. 55-55.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31196. Acesso em: $DATA.
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DRESCH, MAURO A.
; MATOS, BRUNO R.
; GODOI, DENIS R.M.; LINARDI, MARCELO
; FONSECA, FABIO C.
; VILLULLAS, HEBE de las M.; SANTIAGO, ELISABETE I.
.
Advancing direct ethanol fuel cell operation at intermediate temperature by combining Nafion-hybrid electrolyte and well-alloyed PtSn/C electrocatalyst.
International Journal of Hydrogen Energy,
v. 46,
n. 24,
p. 13252-13264,
2021.
DOI:
10.1016/j.ijhydene.2021.01.123
Abstract:
The advancement of direct ethanol fuel cell (DEFC) represents a real challenge to electrochemical science because ethanol changes significantly the triple phase boundary properties such as the redox reactions and the proton transport. Ethanol molecules promote poor fuel cell performance due to their slow oxidation rate, reduction of the proton transport due to high affinity of ethanol by the membrane, and due to mixed potential when the ethanol molecules reach the cathode by crossover. DEFC performance has been improved by advances in the membranes, e.g., low ethanol crossover polymer composites, or electrode materials, e.g., binary/ternary catalysts. Herein, high temperature (130 °C) DEFC tests were systematically investigated by using optimized electrode and electrolyte materials: Nafion-SiO2 hybrid electrolyte and well-alloyed PtSn/C electrocatalyst. By optimizing both the electrode and the electrolyte in conjunction, DEFCs operating at 130 °C exhibited a threefold increase on performance as compared to standard commercially available materials.
Palavras-Chave:
direct ethanol fuel cells;
electrocatalysts;
hybridization;
electrolytes;
nanocomposites
DRESCH, MAURO A.; MATOS, BRUNO R.; GODOI, DENIS R.M.; LINARDI, MARCELO; FONSECA, FABIO C.; VILLULLAS, HEBE de las M.; SANTIAGO, ELISABETE I.
Advancing direct ethanol fuel cell operation at intermediate temperature by combining Nafion-hybrid electrolyte and well-alloyed PtSn/C electrocatalyst.
International Journal of Hydrogen Energy,
v. 46,
n. 24,
p. 13252-13264,
2021.
DOI:
10.1016/j.ijhydene.2021.01.123.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32019. Acesso em: $DATA.
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SILVA, PAULO M.
; ESPOSITO, VINCENZO; MARANI, DEBORA; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.
.
Ceria-based ceramic composites for high temperature thermochemical applications.
In: BRAZILIAN MRS MEETING, 17th,
September 16-20, 2018,
Natal, RN.
Abstract...
São Carlos: Aptor Software,
2018.
p. 989-989.
Abstract:
Among thermochemical conversion processes, the production of fuels such as H2
via solar thermochemical cycles is potentially more efficient and more economical
than the use of electric energy to electrolyze water. The principle of solar
thermochemical cycles is based on the remarkable properties of some oxides,
which can be reduced and oxidized cyclically (redox cycles), i.e., releasing and
absorbing oxygen under certain temperature (or pressure) regimes. These redox
cycles can be efficiently used to convert H2O (or CO2) to H2 (CO). Thermochemical
redox cycles avoid the problematic step of fuel / O2 separation and allow operation
at more moderate temperatures (~ 1500 K) [1]. In this work, a new material
concept for the separation of high temperature H2O based on porous ceramic
composites composed of an ultra-high temperature ceramic phase (UHTC) and
doped cerium oxide is proposed. UHTC usually exhibit extremely low mass
diffusion rates and excellent thermomechanical properties for high temperature
applications [2]. Gadolinium-doped ceria (CGO) presents unique processes at low
oxygen partial pressure (pO2 < 10-12 atm) and high temperatures (T > 800 °C)
such as faster mass diffusion, which are not observed in conventional sintering
under ambient air conditions. In CGO/Al2O3 composites the resulting effects
driven by such mass diffusion are low viscosity flows and high reactivity between
phases, indicated by the formation of CeAlO3[3]. In this work, a comparison is
made between sintering CGO/Al2O3 under ambient air and reducing condition,
focusing on densification, viscosity and the evolution of the microstructure. The
redox process of CGO/Al2O3 is investigated using dilatometry, microscopy, and
electrochemical impedance spectroscopy. The preliminary results evidenced that
new phases with remarkable microstructure can be obtained at reducing
atmosphere depending on the temperature of reoxidation during cooling
SILVA, PAULO M.; ESPOSITO, VINCENZO; MARANI, DEBORA; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.
Ceria-based ceramic composites for high temperature thermochemical applications.
In:
BRAZILIAN MRS MEETING, 17th,
September 16-20, 2018,
Natal, RN.
Abstract...
São Carlos: Aptor Software,
2018.
p. 989-989.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30333. Acesso em: $DATA.
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ISIDORO, ROBERTA A.
; SANTOS, GABRIEL S. dos; FONSECA, FABIO C.
.
CoNi/C electrocatalysts for alkaline fuel cell.
In: BRAZILIAN MRS MEETING, 17th,
September 16-20, 2018,
Natal, RN.
Abstract...
São Carlos: Aptor Software,
2018.
p. 228-228.
Abstract:
Solid alkaline fuel cell (SAFC) has been studied as possible alternatives in the
production of electricity for portable and stationary applications. The oxygen
reduction reaction (ORR) is key electrochemical processes, because his low
kinetics decreases system efficiency. The main progresses in the cathodic side
have been related to the development and improvement of activity and stability.
In this way, non precious material has been studied, in the last years. Cobalt
oxides have been reported to exhibit good performance for ORR. However, cobalt
bimetallic can be more eficient catalysts for ORR, especially for its bifunctional
function. Some Ni-based electrocatalysts have shown relevant good results for
ORR in four-electron pathway. Song et al. Showed, for example, that Ni addition
into Ag-based electrocatalysts for ORR decreases the ORR overpotential, while an
increasing in the limiting current density is observed. In this way, a bimetallic
CoNi/ C was produced to be used as a cathode in alkaline fuel cell.
ISIDORO, ROBERTA A.; SANTOS, GABRIEL S. dos; FONSECA, FABIO C.
CoNi/C electrocatalysts for alkaline fuel cell.
In:
BRAZILIAN MRS MEETING, 17th,
September 16-20, 2018,
Natal, RN.
Abstract...
São Carlos: Aptor Software,
2018.
p. 228-228.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30342. Acesso em: $DATA.
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FONSECA, FABIO C.
; MACHADO, MARINA F.S.
; MORAES, LETICIA P.R.
; RODRIGUES, THENNER S.
; KABIR, AHSANUL; MARANI, DEBORA; VAN NONG, NGO; ESPOSITO, VINCENZO.
Controlling the sintering of ceria by shape-controlled synthesis of nanoparticles.
In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-PERFORMANCE CERAMICS, 11th,
May 25-29, 2019,
Kunming, China.
Abstract...
2019.
Abstract:
The influence of surface energy of Gd-doped CeO2 nanometric crystals with different
morphologies on mass diffusion mechanisms is studied. Depending on the starting morphology
(nanocubes, nanorods, and random nanoparticles) extremely different microstructures, ranging
from rapidly densified to thermodynamically stable porous structures. We investigate Gd-doped
ceria (10% molar, GDC) both for its relevance in several chemical, environmental and energy
technologies, and because the extensive knowledge on diffusion effects ruling this compound. We
synthesized GDC as nanocubes (NC) and nanorods (NR) by a hydrothermal method whereas
randomly oriented nanoparticles (RD) were obtained by co-precipitation. All samples were
measured as single phase GDC powders with narrow nanoparticle size distributions. The high
surface area NR exhibit lower green density as compared to NC. Dilatometric analyses revealed
that NR have a pronounced linear retraction starting at low temperatures (~200°C) with maximum
sintering activity at ~1100°C. High surface energy in NRs leads to a rapid rod to sphere
transformation as well as to a rapid densification despite relatively low green density. On the other
hand, the solid state diffusion in NCs is significantly inhibited, as confirmed by the highly porous
microstructure of sintered samples. The results indicated the possibility of controlling
microstructure of GDC by defining the shape of nanoparticles for different application in which
dense or stable pores are required.
FONSECA, FABIO C.; MACHADO, MARINA F.S.; MORAES, LETICIA P.R.; RODRIGUES, THENNER S.; KABIR, AHSANUL; MARANI, DEBORA; VAN NONG, NGO; ESPOSITO, VINCENZO.
Controlling the sintering of ceria by shape-controlled synthesis of nanoparticles.
In:
INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-PERFORMANCE CERAMICS, 11th,
May 25-29, 2019,
Kunming, China.
Abstract...
2019.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32206. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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NEGRO, MIGUEL L.M.
; FERLAUTO, ANDRE S.; FONSECA, FABIO C.
.
A descarbonização pela eletroquímica e seu impacto para uma sociedade sustentável.
ComCiência,
v. Dossiê 223,
2021.
Palavras-Chave:
electrochemistry;
decarbonization;
sustainability;
methane
NEGRO, MIGUEL L.M.; FERLAUTO, ANDRE S.; FONSECA, FABIO C.
A descarbonização pela eletroquímica e seu impacto para uma sociedade sustentável.
ComCiência,
v. Dossiê 223,
2021.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32008. Acesso em: $DATA.
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PINGARO, MILLENA C.
; FONSECA, FABIO C.
.
Desenvolvimento de catalisadores "core-shell' para reação de reforma a vapor do etanol.
In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA; SEMINÁRIO ANUAL PIBIC, 27.; SEMINÁRIO ANUAL PROBIC, 18.; SEMINÁRIO ANUAL PIBITI, 11,
6-7 de dezembro, 2021,
Online.
Resumo expandido...
São Paulo, SP: IPEN-CNEN/SP,
2021.
p. 94-95.
Palavras-Chave:
catalysis;
hydrogen;
ethanol;
carbon
PINGARO, MILLENA C.; FONSECA, FABIO C.
Desenvolvimento de catalisadores "core-shell' para reação de reforma a vapor do etanol.
In:
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA; SEMINÁRIO ANUAL PIBIC, 27.; SEMINÁRIO ANUAL PROBIC, 18.; SEMINÁRIO ANUAL PIBITI, 11,
6-7 de dezembro, 2021,
Online.
Resumo expandido...
São Paulo, SP: IPEN-CNEN/SP,
2021.
p. 94-95.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32620. Acesso em: $DATA.
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RODRIGUES, L.N.
; MACHADO, MARINA
; MORAES, L.P.R.
; THYSSEN, V.V.
; FONSECA, F.C.
.
Development of anode-supported solid oxide fuel cell by co-tape casting and co-sintering.
ECS Transactions,
v. 103,
n. 1,
p. 2245-2251,
2021.
DOI:
10.1149/10301.2245ecst
Abstract:
Simple and cost-effective technologies to produce solid oxide fuel cells require control of microstructure, thickness, homogeneity, and reproducibility of the functional layers. The manufacturing of a solid oxide fuel cell (SOFC) involves significant ceramic processing challenges to obtain layers with controlled microstructure. Possibly the most common technique for large-scale production of SOFCs is tape casting. In this study, YSZ electrolyte and 60NiO/YSZ anode slurries were studied for the production of half-cells deposited by the sequential tape casting technique. A co-sintering procedure was developed for the half-cells and after cathode deposition the single cells were tested.
Palavras-Chave:
solid oxide fuel cells;
anodes;
casting;
viscosity
RODRIGUES, L.N.; MACHADO, MARINA; MORAES, L.P.R.; THYSSEN, V.V.; FONSECA, F.C.
Development of anode-supported solid oxide fuel cell by co-tape casting and co-sintering.
ECS Transactions,
v. 103,
n. 1,
p. 2245-2251,
2021.
DOI:
10.1149/10301.2245ecst.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32803. Acesso em: $DATA.
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TABUTI, FRANCISCO N.
; PEREIRA, VICTORIA B.
; PIAZZOLLA, FERNANDO
; FONSECA, FABIO C.
.
Development of ceria-based direct ethanol intermediate-temperature solid oxide fuel cell.
In: BRAZILIAN MRS MEETING, 17th,
September 16-20, 2018,
Natal, RN.
Abstract...
São Carlos: Aptor Software,
2018.
p. 142-142.
Abstract:
Solid oxide fuel cells (SOFCs) have several advantages over traditional energygenerating
devices. A key property is the possibility of using various fuels such as
natural gas and ethanol, which are strategic for Brazil. This study addresses two
aspects that need to be improved in SOFC: (a) the high operating temperature of
the cell that brings several problems for assembly and operation of a power
system, and (b) the deactivation of the cell due to the deposition of carbon on the
surface of the nickel anode when the cell is fed with carbon-containing fuels. The
properties of ceria-based/Ni cermets both as the anode material and as the
catalytic layer for bio-ethanol fueled SOFC with yttria-stablilized zirconia
electrolyte were investigated. Ceria-based/Ni cermets were studied as the
catalytic layer deposited onto the standard yttria-stabilized zirconia/Ni anode for
direct ethanol SOFCs. Properties of both Zr- and Nb-doped (10 mol%) ceria / Ni
(15 vol%) cermets were investigated as the catalytic layer in direct ethanol
SOFCs. Electrolyte-supported fuel cells with doped-ceria /Ni catalytic layer were
tested for ~100 hours under (dry) ethanol. Fuel cells using the different ceria/Ni
cermets showed excellent stability on ethanol. The promising results obtained
with ceria-based anodes for SOFC of ethanol motivated the development of ceriabased
SOFCs. Thus, intermediate-temperature SOFCs using doped-ceria
electrolytes have been tested at 600 °C using hydrogen. Preliminary results show
that direct ethanol SOFC are promising devices for efficient energy conversion at
intermediate temperatures.
TABUTI, FRANCISCO N.; PEREIRA, VICTORIA B.; PIAZZOLLA, FERNANDO; FONSECA, FABIO C.
Development of ceria-based direct ethanol intermediate-temperature solid oxide fuel cell.
In:
BRAZILIAN MRS MEETING, 17th,
September 16-20, 2018,
Natal, RN.
Abstract...
São Carlos: Aptor Software,
2018.
p. 142-142.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30326. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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SANTOS, MONIQUE C.L.
; NUNES, LIVIA C.
; SILVA, LUIS M.G.
; RAMOS, ANDREZZA S.
; FONSECA, FABIO C.
; SOUZA, RODRIGO F.B. de
; NETO, ALMIR O.
.
Direct Alkaline Anion Exchange Membrane Fuel Cell to converting methane into methanol.
ChemistrySelect,
v. 4,
n. 39,
p. 11430-11434,
2019.
DOI:
10.1002/slct.201902421
Abstract:
Methane is the main constituent of natural gas and can be
converted in higher value-added products for electricity
cogeneration. It could be used as a solid membrane reactor
(SMR) for application in Alkaline Anion-Exchange Membrane
Fuel Cell (AAEMFC). The investigation for the conversion of
methane was based on sodium borohydride (NaBH4) method
using Pt/C Basf, Pd/C, Ni/C as catalysts. The electrocatalysts
were prepared with 20 wt% of metals loading on carbon. The
X-ray diffraction (XRD) analysis revealed a face-centered cubic
structure (FCC) for Pt/C and Pd/C catalysts, was observed Ni/
NiO phases for Ni/C electrocatalyst. The Transmission Electron
Microscopy (TEM) exhibited a good dispersion of nanoparticles
and some agglomerations on the support, with a mean size of
6.4 nm for Pd/C, 5.7 nm for Ni/C and near to 2 nm size for Pt/C.
The experiments with AAEMFC showed that all materials can
carry out the reaction spontaneously. Pt/C catalyst presents
energy density higher than the other materials. FTIR data
suggest that methane was converted into small products
organic molecules such as methanol and formate in different
potentials for Pt/C, Pd/C, and Ni/C. The products were
quantified by Raman spectroscopy. The high conversion
efficiency obtained was about 20% at 0.3 V using Pt/C catalyst,
the maximum conversion over Pd/C was 17.5% at 0.15 V,
associated with the formation of a thin layer of PdO on the
catalytic surface. The highest conversion rate (13%) was
observed in closed circuit potentials to the short circuit in the
cell with Ni/C catalyst. The results suggest that for the selective
conversion of methane to methanol are most promising using
materials containing Pt or Pd.
Palavras-Chave:
methane;
fuel cells;
methanol;
spectroscopy;
electrocatalysts;
catalysts;
natural gas;
raman spectroscopy;
transmission electron microscopy
SANTOS, MONIQUE C.L.; NUNES, LIVIA C.; SILVA, LUIS M.G.; RAMOS, ANDREZZA S.; FONSECA, FABIO C.; SOUZA, RODRIGO F.B. de; NETO, ALMIR O.
Direct Alkaline Anion Exchange Membrane Fuel Cell to converting methane into methanol.
ChemistrySelect,
v. 4,
n. 39,
p. 11430-11434,
2019.
DOI:
10.1002/slct.201902421.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30407. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
Como referenciar este item
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SANTOS, MONIQUE C.L.
; NUNES, LIVIA C.
; SILVA, LUIS M.G.
; RAMOS, ANDREZZA S.
; FONSECA, FABIO C.
; SOUZA, RODRIGO F.B. de
; NETO, ALMIR O.
.
Direct Alkaline Anion-Exchange Membrane Fuel Cell to converting methane into methanol.
In: ENERGY TRANSITION RESEARCH AND INNOVATION,
October 1-2, 2019,
São Paulo, SP.
Abstract...
São Paulo: Research Centre for Gas Innovation,
2019.
Abstract:
Methane is the main constituent of natural gas and can be converted in energy with fuel cell application
and higher value-added chemicals cogeneration. In Alkaline Anion-Exchange Membrane Fuel Cell
(AAEMFC) is possible led in a way that leads to more oxidized products, therefore more electrons
transferred. The investigation was realized for the methane oxidation on Pt/C, Pd/C, Ni/C as catalysts.
The electrocatalysts were prepared using a sodium borohydride method with 20 wt% of metals loading
on carbon. The X-ray diffraction (XRD) analysis revealed a cubic face-centred structure (CFC) for Pt/C
and Pd/C catalysts, was observed Ni/NiO phases for Ni/C electrocatalyst. The Transmission Electron
Microscopy (TEM) exhibited a good dispersion of nanoparticles and some agglomerations on the
support, with a mean size of 6.4 nm for Pd/C, 5.7 nm for Ni/C and near to 2 nm size for Pt/C. The
experiments with AAEMFC showed that all materials can carry out the reaction spontaneously. Pt/C
catalyst presents energy density twice times higher than the other materials. FTIR data suggest that
methane was converted into small products organic molecules such as methanol and formate in
different potentials for Pt/C, Pd/C, and Ni/C.
SANTOS, MONIQUE C.L.; NUNES, LIVIA C.; SILVA, LUIS M.G.; RAMOS, ANDREZZA S.; FONSECA, FABIO C.; SOUZA, RODRIGO F.B. de; NETO, ALMIR O.
Direct Alkaline Anion-Exchange Membrane Fuel Cell to converting methane into methanol.
In:
ENERGY TRANSITION RESEARCH AND INNOVATION,
October 1-2, 2019,
São Paulo, SP.
Abstract...
São Paulo: Research Centre for Gas Innovation,
2019.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30864. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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THYSSEN, VIVIAN V.
; VILELA, VANESSA B.
; FLORIO, DANIEL Z. de; FERLAUTO, ANDRE S.; FONSECA, FABIO C.
.
Direct conversion of methane to C2 hydrocarbons in solid-state membrane reactors at high temperatures.
Chemical Reviews,
v. 122,
n. 3,
p. 3966-3995,
2022.
DOI:
10.1021/acs.chemrev.1c00447
Abstract:
Direct conversion of methane to C2 compounds by oxidative and
nonoxidative coupling reactions has been intensively studied in the past four decades;
however, because these reactions have intrinsic severe thermodynamic constraints, they have
not become viable industrially. Recently, with the increasing availability of inexpensive
“green electrons” coming from renewable sources, electrochemical technologies are gaining
momentum for reactions that have been challenging for more conventional catalysis. Using
solid-state membranes to control the reacting species and separate products in a single step is
a crucial advantage. Devices using ionic or mixed ionic−electronic conductors can be
explored for methane coupling reactions with great potential to increase selectivity. Although
these technologies are still in the early scaling stages, they offer a sustainable path for the
utilization of methane and benefit from the advances in both solid oxide fuel cells and
electrolyzers. This review identifies promising developments for solid-state methane
conversion reactors by assessing multifunctional layers with microstructural control;
combining solid electrolytes (proton and oxygen ion conductors) with active and selective
electrodes/catalysts; applying more efficient reactor designs; understanding the reaction/degradation mechanisms; defining
standards for performance evaluation; and carrying techno-economic analysis.
Palavras-Chave:
hydrocarbons;
solid-state plasma;
natural gas;
coupling;
oxidation;
electrochemistry
THYSSEN, VIVIAN V.; VILELA, VANESSA B.; FLORIO, DANIEL Z. de; FERLAUTO, ANDRE S.; FONSECA, FABIO C.
Direct conversion of methane to C2 hydrocarbons in solid-state membrane reactors at high temperatures.
Chemical Reviews,
v. 122,
n. 3,
p. 3966-3995,
2022.
DOI:
10.1021/acs.chemrev.1c00447.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32961. Acesso em: $DATA.
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-
MATOS, B.R.
; SANTIAGO, E.I.
; TOSCO, B.; REY, J.F.Q.; SILVA, J.S. da
; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; AZIZ, E.F.; FONSECA, F.C.
.
Efeito da relaxação do polímero na cristalinidade, fase iônica e formação de grupos sulfônicos anidridos no Nafion / Effect of the polymer relaxation on the crystallinity, ionic phase and sulfonic anhydrides formation of Nafion.
In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE ELETROQUÍMICA E ELETROANALÍTICA, 21.,
17-21 de abril, 2017,
Natal, RN.
Resumo...
Campinas, SP: Galoá,
2017.
Abstract:
A relação entre as propriedades estruturais e elétricas de amostras de
Nafion preparadas sob tratamento térmico em diferentes temperaturas
(220 > T > 100 °C) foi investigada por espectroscopia no infravermelho (FTIR),
espalhamento de raios-X em baixo ângulo (SAXS), calorimetria diferencial exploratória
(DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA) e espectroscopia de impedância (IS). Os
resultados combinados de FTIR, SAXS, DSC, DMA revelaram que o tratamento
térmico em baixas umidades relativas altera a morfologia do Nafion irreversivelmente
devido a três características principais: i) o rearranjo das ligações de hidrogênio; ii) o
reordenamento da fase cristalina; e iii) a formação de grupos sulfônicos anidridos. No
entanto, a formação dos grupos anidridos é revertida pela reacidificação da membrana
em soluções ácidas. O aspecto mais importante da dinâmica dos três processos
descritos é que tais alterações são aceleradas acima de uma temperatura crítica: a
temperatura de término da transição α do Nafion (Tendα ~ 160 °C). A transição α é
atribuída ao enfraquecimento das interações eletrostáticas existentes entre os grupos
sulfônicos do Nafion, que permitem a movimentação de longo alcance das cadeias
poliméricas [1]. Este resultado indica que a maior dinâmica das cadeias do polímero
em T > Tendα é o principal fator envolvido na modificação irreversível da morfologia do
Nafion. As alterações da estrutura das ligações de hidrogênio afetaram negativamente
as propriedades elétricas do Nafion. O aumento da temperatura de tratamento térmico
reduz a condutividade protônica e aumenta a energia de ativação do transporte de
cargas no Nafion. Tais resultados são relevantes para a preparação de conjuntos
eletrodos-membrana (MEA) e para a operação de células a combustível de eletrólito
polimérico (PEFC) em altas temperaturas [1].
MATOS, B.R.; SANTIAGO, E.I.; TOSCO, B.; REY, J.F.Q.; SILVA, J.S. da; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; AZIZ, E.F.; FONSECA, F.C.
Efeito da relaxação do polímero na cristalinidade, fase iônica e formação de grupos sulfônicos anidridos no Nafion.
In:
SIMPÓSIO BRASILEIRO DE ELETROQUÍMICA E ELETROANALÍTICA, 21.,
17-21 de abril, 2017,
Natal, RN.
Resumo...
Campinas, SP: Galoá,
2017.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31189. Acesso em: $DATA.
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-
BARBOSA, ANDREY S.
; BIANCOLLI, ANA L.G.
; LANFREDI, ALEXANDRE J.C.; RODRIGUES JR., ORLANDO
; FONSECA, FABIO
; SANTIAGO, ELISABETE I.
.
Effects of irradiation conditions on LDPE-Based anion exchange membranes properties—performance and stability.
In: YILDIZ, BILGE (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd,
July 17-22, 2022,
Boston, MA.
Abstract...
2022.
BARBOSA, ANDREY S.; BIANCOLLI, ANA L.G.; LANFREDI, ALEXANDRE J.C.; RODRIGUES JR., ORLANDO; FONSECA, FABIO; SANTIAGO, ELISABETE I.
Effects of irradiation conditions on LDPE-Based anion exchange membranes properties—performance and stability.
In:
YILDIZ, BILGE (org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd,
July 17-22, 2022,
Boston, MA.
Abstract...
2022.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/34136. Acesso em: $DATA.
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OLIVEIRA, RAPHAEL A.M.P. de; FERLAUTO, ANDRE S.; TRINDADE, FABIANE D.; FLORIO, DANIEL Z.; FONSECA, FABIO
.
Effects of La Content in Ceria-Lanthana thin films prepared by pulsed laser deposition.
In: YILDIZ, BILGE (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd,
July 17-22, 2022,
Boston, MA.
Abstract...
2022.
OLIVEIRA, RAPHAEL A.M.P. de; FERLAUTO, ANDRE S.; TRINDADE, FABIANE D.; FLORIO, DANIEL Z.; FONSECA, FABIO.
Effects of La Content in Ceria-Lanthana thin films prepared by pulsed laser deposition.
In:
YILDIZ, BILGE (org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd,
July 17-22, 2022,
Boston, MA.
Abstract...
2022.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/34137. Acesso em: $DATA.
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OLIVEIRA, RAPHAEL A.M.P. de; TRINDADE, FABIANE J.; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.
; ESPOSITO, VINCENZO; FERLAUTO, ANDRE S..
Effects of La content in ceria-lanthana thin films prepared by pulsed laser deposition.
In: BRAZIL MRS MEETING, 21st,
October 1-5, 2023,
Maceió, AL.
Abstract...
São Carlos, SP: Aptor Software,
2023.
p. 810-810.
Abstract:
Solid oxide electrochemical reactors are a promising alternative for challenging chemical
reactions, such as oxidative coupling of methane (OCM)[1], which convert methane to
C2+products. Cerium oxide is a commonly studied oxide membrane material for its high ionic
conductivity in the temperature range ideal for conversion reactions (600-900°C),
particularly when doped with rare earth cations like Gd, Sm, or La. Recent studies have
shown La2Ce2O7as a promising OCM catalyst[2]. This study investigates the structural
properties of LaxCe(1-x)O2(1-x/2)thin films, prepared using pulsed laser deposition, with varying
stoichiometry. XRD results indicate textured film growth with preferential [100] orientation
of cubic crystalline fluorite for low La content (x≤0.5), while x>0.5 had a random
orientation. La doping expanded the fluorite structure, increasing lattice parameters from
5.42 Å for x=0 to 5.69 Å for x=0.7. UV-Raman spectroscopy showed that La content x=10
caused a more pronounced balance between Ce4+and Ce3+than pure ceria samples.
Impedance revealed a direct relationship between La content and resistance, indicating lower
resistance with lower La content. These findings could lead to using Ce-La oxides thin films as
catalysts for OCM in electrochemical reactors based on ceria.
OLIVEIRA, RAPHAEL A.M.P. de; TRINDADE, FABIANE J.; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.; ESPOSITO, VINCENZO; FERLAUTO, ANDRE S.
Effects of La content in ceria-lanthana thin films prepared by pulsed laser deposition.
In:
BRAZIL MRS MEETING, 21st,
October 1-5, 2023,
Maceió, AL.
Abstract...
São Carlos, SP: Aptor Software,
2023.
p. 810-810.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/34550. Acesso em: $DATA.
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MUCCILLO, REGINALDO
; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.
; CARVALHO, SABRINA G.M.
; MUCCILLO, ELIANA N.S.
.
Electric field-assisted sintering anode-supported single solid oxide fuel cell.
International Journal of Applied Ceramic Technology,
v. 19,
n. 2,
p. 906-912,
2022.
DOI:
10.1111/ijac.13871
Abstract:
Cosintering (La0.84Sr0.16MnO3 thin-film cathode/ZrO2: 8 mol% Y2O3 thin-film solid electrolyte/55 vol.% ZrO2:8 mol% Y2O3 + 45 vol.% NiO anode, ϕ = 12 × 1.5 mm thick pellet) was achieved by applying an electric field for 5 min at 1200°C. Impedance spectroscopy measurements of the anode-supported three-layer cell show an improvement of the electrical conductivity in comparison to that of a conventionally sintered cell. The scanning electron microscopy images of the cross-sections of electric field-assisted pressureless sintered cells show a fairly dense electrolyte and porous anode and cathode. Joule heating, resulting from the electric current due to the application of the AC electric field, is suggested as responsible for sintering. Dilatometric shrinkage curves, electric voltage and current profiles, impedance spectroscopy diagrams, and scanning electron microscopy micrographs show how anode-electrolyte-cathode ceramic cells can be cosintered at temperatures lower than the usually required.
Palavras-Chave:
solid oxide fuel cells;
dilatometry;
electric fields;
electric impedance;
sintering
MUCCILLO, REGINALDO; FLORIO, DANIEL Z. de; FONSECA, FABIO C.; CARVALHO, SABRINA G.M.; MUCCILLO, ELIANA N.S.
Electric field-assisted sintering anode-supported single solid oxide fuel cell.
International Journal of Applied Ceramic Technology,
v. 19,
n. 2,
p. 906-912,
2022.
DOI:
10.1111/ijac.13871.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32732. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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NANDENHA, JULIO
; YAMASHITA, JESSICA Y.
; FONTES, ERIC H.
; FONSECA, FABIO C.
; NETO, ALMIR O.
.
Electrocatalytic oxidation of methane in an acidic electrolyte using PdMn/C-ITO electrocatalysts synthetized by sodium borohydride reduction process.
In: ENERGY TRANSITION RESEARCH AND INNOVATION,
October 1-2, 2019,
São Paulo, SP.
Abstract...
São Paulo: Research Centre for Gas Innovation,
2019.
Abstract:
Pd/C-ITO and PdMn/C-ITO electrocatalysts with different atomic ratio (90:10, 70:30 and 50:50) were
synthetized by borohydride reduction method and characterized by X-ray diffraction, Transmission
electronic microscopy and electrochemical studies (cyclic voltammetry). The electrochemical studies
showed that PdMn(50:50)/C-ITO had superior performance for electrochemical oxidation of methane
in an acidic electrolyte at 25 oC compared to others electrocatalysts prepared. The experiments in a
single DMEFC also showed that the PdMn(70:30)/C-ITO electrocatalyst exhibited higher performance
for methane oxidation in comparison with Pd/C-ITO, PdMn(90:10)/C-ITO and PdMn(50:50)/C-ITO
electrocatalysts. These result indicated that the addition of Mn to Pd favor the electrochemical
oxidation of Methane in acid medium, where this effect could be attributed to the synergy between
the constituents of the binary electrocatalysts or to electronic modification of Pd atoms by the
neighboring Mn atoms as the proximity of Pd and Mn atoms on the surface of the C-ITO (bifunctional
mechanism - the presence of Pd and Mn oxides species).
NANDENHA, JULIO; YAMASHITA, JESSICA Y.; FONTES, ERIC H.; FONSECA, FABIO C.; NETO, ALMIR O.
Electrocatalytic oxidation of methane in an acidic electrolyte using PdMn/C-ITO electrocatalysts synthetized by sodium borohydride reduction process.
In:
ENERGY TRANSITION RESEARCH AND INNOVATION,
October 1-2, 2019,
São Paulo, SP.
Abstract...
São Paulo: Research Centre for Gas Innovation,
2019.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30865. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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MACHADO, MARINA
; BAIUTTI, F.; BERNADET, L.; MORATA, A.; NUNEZ, M.; OUWELTJES, J.P.; FONSECA, F.C.
; TORRELL, M.; TARANCON, A..
Engineered nanofunctional thin films as interfacial layers to enhance performance and durability of SOFCs.
ECS Transactions,
v. 111,
n. 6,
p. 1453-1462,
2023.
DOI:
10.1149/11106.1453ecst
Abstract:
A strategy to improve the performance and durability of solid oxide
fuel cells (SOFCs) is to increase the cathodic activity and decrease
the interfacial resistance between the cathode and electrolyte. Pulsed
laser deposition (PLD) has been shown to be a promising method to
engineer functional interlayers to enhance the cell's performance. In
the present study, a bilayer consisting of Sm0.2Ce0.8O2−δ (SDC)
barrier layer (BL) and a nanocomposite consisting of SDCLa0.8Sr0.2MnO3−δ (SDC-LSM) employed as a cathode functional
layer were deposited by PLD in an anode supported SOFC. The fuel
cell showed maximum power density of 0.30 W∙cm−2 at 750 °C.
Most importantly, a durability test carried out for 700 h at 750 °C
showed a remarkably stable performance of the fuel cell.
MACHADO, MARINA; BAIUTTI, F.; BERNADET, L.; MORATA, A.; NUNEZ, M.; OUWELTJES, J.P.; FONSECA, F.C.; TORRELL, M.; TARANCON, A.
Engineered nanofunctional thin films as interfacial layers to enhance performance and durability of SOFCs.
ECS Transactions,
v. 111,
n. 6,
p. 1453-1462,
2023.
DOI:
10.1149/11106.1453ecst.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/34229. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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Exemplo:
Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.
Autor: Maprelian
Título: loss of coolant
Tipo de publicação: Texto completo de evento
Ano de publicação: 2015
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bibl@ipen.br
.
✔ Ao efetuar a busca por um autor o RD apresentará uma relação de todos os trabalhos depositados no RD. No lado direito da tela são apresentados os coautores com o número de trabalhos produzidos em conjunto bem como os assuntos abordados e os respectivos anos de publicação agrupados.
✔ O RD disponibiliza um quadro estatístico de produtividade, onde é possível visualizar o número dos trabalhos agrupados por tipo de coleção, a medida que estão sendo depositados no RD.
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✔ Na página do pesquisador, é possível verificar, as variações do nome, a relação de todos os trabalhos com texto completo bem como um quadro resumo numérico; há links para o Currículo Lattes e o Google Acadêmico ( quando esse for informado).
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI,
clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI,
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O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.