Navegação por assunto "proton exchange membrane fuel cells"

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  • IPEN-DOC 14796

    ISIDORO, R.A. ; MATOS, B.R. ; DRESCH, M.A. ; SPINACE, E.V. ; TRAVERSA, E.; FONSECA, F.C. ; SANTIAGO, E.I. . High temperature opertion of direct ethanol fuel cells with Nafion-TiOsub(2) membranes and PtSn/C electrocatalysis. In: ECS MEETING, 216th, October 4-9, 2009, Vienna, Austria. Abstract... 2009.

    Palavras-Chave: cell membranes; direct ethanol fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; titanium oxides; platinum; tin; carbon; electrocatalysts; dmso

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  • IPEN-DOC 28320

    BIANCOLLI, ANA L.G. ; BSOUL-HAJ, SAJA; DOUGLIN, JOHN C.; BARBOSA, ANDREY S. ; SOUSA JUNIOR, ROGERIO R. de; RODRIGUES JUNIOR, ORLANDO ; LANFREDI, ALEXANDRE J.C.; DAKEL, DARIO R.; SANTIAGO, ELISABETE I. . High-performance radiation grafted anion-exchange membranes for fuel cell applications: Effects of irradiation conditions on ETFE-based membranes properties. Journal of Membrane Science, v. 641, p. 1-12, 2022. DOI: 10.1016/j.memsci.2021.119879

    Abstract: Anion-exchange membrane fuel cells (AEMFCs) are rapidly gaining visibility in the clean energy research field due to their high power output and potential to significantly reduce materials costs. However, despite the high performances obtained, in-operando stability still presents a major obstacle for this technology. The durability issues are usually attributed to the core component of the AEMFCs - the anion-exchange membrane (AEM). An easy and simple way to produce these AEMs is through radiation grafting. Radiation-induced processes involve changes in the intrinsic properties of the polymer that can promote both crosslinking and chain scissioning, which may directly affect the mechanical properties and durability of AEMs. This study presents a comprehensive report of the effects of irradiation on the final properties of electron-beam grafted ETFE-AEMs. The results strongly suggest that low absorbed doses (<40 kGy) and an inert atmosphere (N2) should be used during the irradiation process in order to obtain better backbone stability and, consequently, AEMFC durability, considering ETFE-based AEMs.

    Palavras-Chave: anions; fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; cross-linking; stability; skeleton

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  • IPEN-DOC 18583

    DOUBEK, G.; SEKOL, R.C.; CARMO, M.; LINARDI, M. ; TAYLOR, D.. Highly stable porous ultra thin walled platinum nanotubes as a fuel cell catalyst. In: PROCEEDINGS OF THE EURO-MEDITERRANEAN HYDROGEN TECHNOLOGIES CONFERENCE, September 11-14 2012, Hammamet, Turquia. Abstract... 2012. p. 66-67.

    Palavras-Chave: nanostructures; tubes; platinum; catalysts; proton exchange membrane fuel cells; fuel cells

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  • IPEN-DOC 13156

    CARMO, MARCELO; LINARDI, MARCELO ; POCO, JOÃO G.R.. Hsub(2)Osub(2) treated carbon black as electrocatalyst support for polymer electrode membrane fuel cell applications. International Journal of Hydrogen Energy, v. 33, p. 6289-6297, 2008.

    Palavras-Chave: hydrogen peroxide; carbon black; electrocatalysts; proton exchange membrane fuel cells; direct methanol fuel cells; polymers

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  • IPEN-DOC 18685

    AGUIAR, KELEN R. de; BATALHA, GUILHERME P.; RAMOS, AIRTON; SPINACE, ESTEVAM V. ; LINARDI, MARCELO ; GERALDES, ADRIANA N. ; SILVA, DIONISIO F. da ; PEZZIN, SÉRGIO H.. Hybrid SPEEK/phosphonatedsilsesquioxanes membranes for PEMFC. Nanomaterials and Energy, v. 1, n. 2, p. 67-76, 2012.

    Palavras-Chave: membranes; hybridization; ketones; ethers; polymers; proton exchange membrane fuel cells; infrared spectra; thermal analysis; electrochemistry; impedance; spectroscopy

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  • IPEN-DOC 19849

    ANDREA, VINICIUS; OLIVEIRA, PATRICIA da S.P. de ; LINARDI, MARCELO . Implementation of a laboratory infrastructure for the development of reliability and durability studies of proton exchange membrane fuel cells at UIPEN-CNEN/SP. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ON HYDROGEN AND FUEL CELLS, 6th, 3-6 de outubro, 2012, Campinas, SP. Proceedings... 2012.

    Palavras-Chave: brazilian cnen; fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; reliability; failure mode analysis

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  • IPEN-DOC 25081

    CORDEIRO, GUILHERME L. ; CAMARGO, ELAINE F. de ; SANTOS, MONIQUE C.L. ; PEREIRA, CONRADO V. ; USSUI, VALTER ; LIMA, NELSON B. de ; NETO, ALMIR O. ; LAZAR, DOLORES R.R. . Improved Pt/CeO2 electrocatalysts for ethanol electro-oxidation. International Journal of Electrochemical Science, v. 13, n. 7, p. 6388-6401, 2018. DOI: 10.20964/2018.07.58

    Abstract: A simple and low-cost approach for the preparation of wide-gap (Eg = 3.43 eV), fine cerium dioxide crystals (CeO2, d = 8.1 nm), was developed in order to support Pt nanoparticles as electrocatalysts for ethanol oxidation. Cerium oxide powders were prepared by precipitation from cerium chloride solution in ammonia medium and the influence of calcination temperature was evaluated. Platinum nanoparticles were incorporated by a wet chemical reduction of chloroplatinic acid with sodium borohydrate. Compared to a state-of-the-art Pt/C, the nanocomposite exhibited a much higher mass activity (2.5×) and significant anti-poisoning ability. The promotional effect of the CeO2 nanocrystals was discovered to be affected by heat treatment conditions. Compared to oven-dried samples, calcination allows to (i) an enhanced metal–support interaction between CeO2 and Pt and (ii) an enhancement of electron transportation to catalyst owing to the shrinkage of CeO2 bandgap, thereby promoting the oxidation of the strongly adsorbed CxHy. Therefore, the Pt/CeO2 nanocomposite appears to be a promising electrocatalyst for advanced energy conversion.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; cerium oxides; crystal growth; energy gap; proton exchange membrane fuel cells; electrochemistry; ethanol; oxidation

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  • IPEN-DOC 20299

    FREIRE, LUCIANA S.; ANTOLINI, ERMETE; LINARDI, MARCELO ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; PASSOS, RAIMUNDO R.. Influence of operational parameters on the performance of PEMFCs with serpentine flow field channels having different (rectangular and trapezoidal) cross-section shape. International Journal of Hydrogen Energy, v. 39, n. 23, p. 12052-12060, 2014.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; plates; serpentine; fluid flow; cross sections; water; management

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  • IPEN-DOC 18214

    DRESCH, MAURO A.; ISIDORO, ROBERTA A.; LINARDI, MARCELO ; REY, JOSE F.Q.; FONSECA, FABIO C.; SANTIAGO, ELISABETE I. . Influence of sol-gel media on the properties of Nafion-SiOsub(2) hybrid electrolytes for high performance proton exchange membrane fuel cells operating at high temperature and low humidity. Electrochimica Acta, v. 94, p. 353-359, 2013.

    Palavras-Chave: silicon oxides; hybridization; electrolytes; proton exchange membrane fuel cells; sol-gel process; temperature dependence; humidity; calorimetry; small angle scattering

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  • IPEN-DOC 20117

    BONIFACIO, RAFAEL N.; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; LINARDI, MARCELO . Influence of the relative volumes between catalyst and nafion ionomer in the catalyst layer efficiency. International Journal of Hydrogen Energy, v. 39, p. 14680-14689, 2014.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; membranes; catalysts; layers; electrodes; pycnometers; gases; adsorption

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  • IPEN-DOC 16549

    OLIVEIRA, MARA C.L. de; COSTA, ISOLDA ; ANTUNES, RENATO A.. Investigation on the corrosion resistance of PIM 316L stainless steel in PEM fuel cell simulated environment. Materials Science Forum, v. 660-661, p. 209-214, 2010.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; stainless steels; corrosion resistance; plates

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  • IPEN-DOC 21271

    MATOS, BRUNO R. ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; FONSECA, FABIO C. . Irreversibility of proton conductivity of Nafion and Nafion-Titania composites at high relative humidity. Materials for Renewable and Sustainable Energy, v. 4, n. 16, 2015. DOI: 10.1007/s40243-015-0057-6

    Palavras-Chave: proton conductivity; proton exchange membrane fuel cells; polymers; membranes; polymerization; composite materials; titanium oxides

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  • IPEN-DOC 22701

    SENNA, ROQUE M. de ; LINARDI, MARCELO ; CASSIANO, DOUGLAS A.; SANTOS, IVAN ; MOTA, HENRIQUE de S. ; JERONIMO, ROSIMEIRE A.. Mathematical modeling of a 500 We power module composed by a PEM fuel cell combined with a DC-DC enhanced potential output converter. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTEGRATED MODELING AND ANALYSIS IN APPLIED CONTROL AND AUTOMATION, 6th, September 19-21, 2012, Wien, Austria. Proceedings... 2012.

    Abstract: This work presents the development of a mathematical modeling of a 500 We PEMFC fuel cell stack (MCC500) system combined with a dc-dc enhanced potential output converter. The MCC500 was developed at IPEN (Nuclear and Energy Research Institute) and the company Electrocell, using only Brazilian technology. Mathematical developments and modeling have been performed, relying on experimental data collected at IPEN laboratory. The first step was to prepare an electrical system (pre-design) for the proposed model, which included the MCC500 parameters, like: membrane ohmic resistance, activation resistance, electric double layer capacitance, open circuit potential, as well as DC-DC converter parameters, like: inductor and transistor switching frequency. Using the obtained parameters and a linear differential equation system with some mathematical manipulations, an electrical system model was determined. Simulations experiments demonstrated that the system was very stable. This toll contribution showed to be very important to generate useful potential for practical purposes, increasing the overall system electrical efficiency.

    Palavras-Chave: fuel cells; mathematical models; proton exchange membrane fuel cells; energy efficiency

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  • IPEN-DOC 26101

    SILVA, JAQUELINE de S. da . Membranas nanoestruturadas de Nafion obtidas por conformação por moldagem assistida por campo elétrico e magnético / Nafion nanostructured membranes produced by casting assisted by electric and magnetic field . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-25092019-134038

    Abstract: Dentre os materiais aplicados como eletrólito em células a combustível de membrana de troca protônica (PEMFC do inglês Proton Exchange Membrane Fuel Cell), os ionômeros perfluorados, como o Nafion, são os mais promissores por possuírem alta condutividade protônica e estabilidade química. A estrutura do Nafion é composta pelo empacotamento eletrostático de agregados poliméricos cilíndricos que possuem maior condutividade protônica ao longo de seu comprimento. Destarte, o alinhamento dos agregados poliméricos do Nafion pode permitir o aumento da condutividade ao longo da espessura do filme, visando o aumento do desempenho da PEMFC. A proposta deste trabalho de mestrado é investigar os mecanismos de polarização do Nafion e aplicar os conhecimentos obtidos para confecção de filmes nanoestruturados por meio da aplicação do campo elétrico e magnético. Para isso, membranas de Nafion com diferentes concentrações de íons foram preparadas por substituição nucleofílica para estudar o mecanismo de polarização e, a partir dos resultados obtidos, membranas de Nafion foram nanoestruturadas por conformação por evaporação em molde (casting) assistido por campo elétrico e magnético. A caracterização da microestrutura e das propriedades elétricas das membranas poliméricas fabricadas foi realizada por meio da espectroscopia vibracional no infravermelho (FTIR), espalhamento de raios X em baixo ângulo (SAXS), espectroscopia de impedância elétrica (EIS) e microscopia de força atômica (AFM). Os resultados obtidos no estudo das membranas com diferentes valores de peso equivalente mostraram que os domínios iônicos do Nafion possuem alta polarizabilidade, a qual permitiu a nanoestruturação de tais domínios pela aplicação de campo elétrico e magnético de baixa intensidade. Os filmes de Nafion conformados pelo método de casting assistido por campo elétrico e magnético revelaram uma estrutura lamelar para o empacotamento dos domínios iônicos. Testes iniciais de células a combustível usando os eletrólitos fabricados por meio da aplicação do campo magnético indicaram um aumento pronunciado do desempenho.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; nanostructures; ion exchange; polytetrafluoroethylene; alignment; magnetic fields; electric fields; casting; vibrational states; infrared spectra; x-ray spectra; scattering; electric impedance; spectroscopy

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  • IPEN-DOC 27220

    SOUZA, FELIPE de M.; SOUZA, RODRIGO F.B. de ; BATISTA, BRUNO L.; SANTOS, MAURO C. dos; FONSECA, FABIO C. ; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; NANDENHA, JULIO . Methane activation at low temperature in an acidic electrolyte using PdAu/C, PdCu/C, and PdTiO2/C electrocatalysts for PEMFC. Research on Chemical Intermediates, v. 46, n. 5, p. 2481-2496, 2020. DOI: 10.1007/s11164-020-04102-1

    Abstract: Pd/C, PdAu/C, PdCu/C, and PdTiO2/ C electrocatalysts were prepared by a sodium borohydride reduction process for methane activation at low temperatures in a PEMFC reactor. These electrocatalysts were characterized by XRD, TEM, XPS, ICP-MS, ATR-FTIR, and cyclic voltammetry. The diffractograms of Pd/C, PdAu(50:50)/C, PdCu(50:50)/C, and PdTiO2( 50:50)/C electrocatalysts showed peaks associated with Pd face-centered cubic structure. PdAu(50:50)/C showed a small shift in the peak center when it was compared to Pd/C, while PdCu(50:50)/C showed a shift to higher angles when it was also compared to Pd/C. This effect can be due to the formation of an alloy between Pd and Au, and Pd and Cu. By TEM experiments, a mean nanoparticle size was observed between 6.9 and 8.9 nm for all electrocatalysts. Cyclic voltammograms of Pd/C, PdAu/C, PdCu/C and PdTiO2/ C electrocatalysts showed an increase in current density values after the adsorption of methane The ATR-FTIR experiments showed for all electrocatalysts the formation of methanol and formic acidic. Polarization curves at 80 °C acquired in a PEMFC reactor showed that PdAu(50:50)/C and PdTiO2( 50:50)/C had superior performance when compared to Pd/C, indicating the beneficial effect of adding the co-catalyst; this behavior has been attributed to the bifunctional mechanism or electronic effect.

    Palavras-Chave: methane; electrocatalysts; borohydrides; sodium compounds; binary alloy systems; palladium alloys; gold alloys; copper alloys; titanium oxides; proton exchange membrane fuel cells; temperature range 0065-0273 k; fourier transformation; infrared spectra; attenuation; reflection

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  • IPEN-DOC 27425

    NANDENHA, J. ; YAMASHITA, J.Y. ; SOUZA, F.M.; FONTES, E.H. ; BATISTA, B.L.; SANTOS, M.C.; LINARDI, M. ; NETO, A.O. . Methane activation on PdMn/C‑ITO electrocatalysts using a reactor‑type PEMFC. Research on Chemical Intermediates, v. 46, n. 10, p. 4383-4402, 2020. DOI: 10.1007/s11164-020-04210-y

    Abstract: Various palladium and manganese supported in a mix of carbon and indium thin oxide (PdMn/C-ITO) compositions were synthesized by a sodium borohydride reduction process for methane activation at low temperatures in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) reactor. These electrocatalysts were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy XPS, inductively coupled plasma mass spectrometry ICP-MS, attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy, cyclic voltammetry and a PEMFC reactor. The diffractograms of PdMn/C-ITO electrocatalysts revealed the face-centered cubic structure of palladium and the bixbyite cubic structure of In2O3. TEM experiments showed mean nanoparticle sizes between 4.7 and 5.2 nm for all electrocatalysts. XPS results showed the presence of palladium and manganese oxides, as well as Pd0 species. Cyclic voltammograms of PdMn/C-ITO electrocatalysts showed an increase in current density values after the methane adsorption, this result is related to formation of methanol or formic acidic. Polarization curves at 80 °C acquired in a PEMFC reactor showed that PdMn(70:30)/C-ITO and PdMn(50:50)/C-ITO have superior performance when compared to Pd/C-ITO indicating the beneficial effect of adding Mn, this behavior can be attributed to the bifunctional mechanism or to the electronic effect of support.

    Palavras-Chave: methane; oxidation; borohydrides; reduction; sodium compounds; proton exchange membrane fuel cells; transmission electron microscopy; electrocatalysts; electrolytes

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  • IPEN-DOC 10916

    FUKUROZAKI, S.H.; SEO, E.S.M. . Metodologia da analise de ciclo de vida: importancia na insercao da tecnologia de celula a combustivel do tipo PEMFC. In: WORKSHOP INTERNACIONAL SOBRE CELULAS A COMBUSTIVEL, 2, 18-22 out, 2004, Campinas, SP. Anais... 2004.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; catalysis; platinum; life cycle assessment

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  • IPEN-DOC 09510

    SPINACE, E.V. ; OLIVEIRA NETO, A. ; LINARDI, M. . Metodos de preparacao de nanoparticulas metalicas suportadas em carbono como eletrocatalisadores em celulas a combustivel com membrana trocadora de protons (PEMFC). In: ENCONTRO SOBRE CELULA A COMBUSTIVEL, 1., 22-24 out, 2003, Sao Paulo, SP. 2003. p. 18.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; ruthenium; synthesis; particles; particle size; carbon; complexes; deposition; alcohols; reduction; voltametry; proton exchange membrane fuel cells; fuel cells

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  • IPEN-DOC 18675

    MATOS, BRUNO R. ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; FERLAUTO, ANDRE S.; FONSECA, FABIO C. . Microwave Assisted in situ Synthesis of Proton Conducting Titanate Nanotubes into Nafion. In: MATERIALS RESEARCH SOCIETY FALL MEETING 2012, November 25-30, 2012, Boston, MA, USA. Abstract... 2012.

    Palavras-Chave: titanates; nanotubes; sol-gel process; proton exchange membrane fuel cells

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  • IPEN-DOC 16237

    CASTRO, LAIRA A.F.; LINARDI, MARCELO . Modelagem da curva de polarizacao de uma celula a combustivel tipo PEMFC. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 16.; PROGRAMA DE BOLSAS E INICIAÇÃO CIENTÍFICA CNEN, 7., 2-21 de outubro, 2010, Sao Paulo, SP. Resumo expandido... 2010. p. 147-148.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; hydrogels; electrochemistry; catalysts; polarization; computerized simulation; algorithms; m codes

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Autor: Maprelian

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Ano de publicação: 2015

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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, clique aqui.

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.

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