Navegação por assunto "proton exchange membrane fuel cells"

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  • IPEN-DOC 18982

    VASCONCELLOS, MARI E. de ; GOMES, THIAGO B.; SANTORO, THAIS A.B.; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; SPINACE, ESTEVAM V. ; SILVA, DIONISIO F. da ; GERALDES, ADRIANA N. ; LINARDI, MARCELO ; FORBICINI, CHRISTINA A.L.G. de O. . Electrocatalysts based on Pt and Lanthanum oxide for the oxygen reduction reaction and application in PEM fuel cell. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON F-ELEMENTS, 8th, August 26-31, 2012, Udine, Italy. Abstract... 2012.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; lanthanum oxides; oxygen; reduction; proton exchange membrane fuel cells

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  • IPEN-DOC 12732

    SANTOS, ANTONIO R. dos; CARMO, MARCELO; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; SPINACE, ESTEVAM V. ; POCO, JOÃO G.R.; ROTH, CHRISTINA; FUESS, HARTMUT; LINARDI, MARCELO . Electrochemical and impedance spectroscopy studies in Hsub(2)/Osub(2) and methanol/Osub(2) proton exchange membrane fuel cells. Ionics, v. 14, p. 43-51, 2008.

    Palavras-Chave: impedance; electrochemistry; proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; direct methanol fuel cells; membranes; carbon black

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  • IPEN-DOC 25425

    SILVA, J.S. da ; MATOS, B.R. ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . Electrostatic interactions of Ionomer Films as Probed by Variable Temperature Synchrotron Infrared Spectroscopy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8626-8626.

    Abstract: The state of the art polymer electrolyte of Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEM), Nafion®, has poor mechanical and electrical properties at T > 100 °C. Specifically, long-term operation leads to irreversible performance losses that are related to an irreversible modification of the ionomer morphology above the temperature of alpha-transition (Talpha ~ 110 °C). Previous characterizations showed that the alpha-transition is dependent on the different states of covalent and ionic interactions among sulfonic acid groups, such as: ionic repulsions among RSO3-, dipolar attractions among RSO3H dipoles, hydrogen bonding of sulfonic groups with bulk and coordinated water molecules. The identification of both the functional groups interactions in the MIR bands and the “ion-hopping bands” in the FIR bands for annealed Nafion samples can give new insights into the role played by the ionic interactions on the alpha of ionomer membranes. Such approach for understanding the relationship between the dynamics of aplha-relaxation and Nafion morphology is missing in the literature, possibly due to the incipient number of FIR studies of Nafion. The central objective of this work is to advance the understanding of the chemical features involved during the aplha-transition of in situ annealed Nafion membranes with the high-resolution mid (MIR) and far (FIR) infrared spectroscopy using the IRIS beamline of BESSY II synchrotron light source. Herein, the effect of short-term annealing of Nafion at RH ~ 0% and selected temperatures below and above the alphatransition is presented. The comparison between SAXS and FTIR data of Nafion membranes annealed in situ revealed that the alpha-transition is due to the long range motion of the ionomer chains via weakening of electrostatic interactions of the ionomer functional groups.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; electrostatics; synchrotron radiation sources; infrared spectra; films; temperature dependence

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  • IPEN-DOC 09499

    LINARDI, M. ; OLIVEIRA NETO, A. ; SPINACE, E. . Electroxidation of ethanol using PtRu/C electrocatalyst prepared from a single source molecular precursor. In: 2003 FUEL CELL SEMINAR, Nov. 3-7, 2003, Miami, FL, USA. Proceedings... 2003. p. 617-620.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; ruthenium; platinum complexes; ruthenium complexes; heat treatments; ethanol; oxidation; performance; particle size; proton exchange membrane fuel cells; fuel cells

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  • IPEN-DOC 11690

    OLIVEIRA NETO, ALMIR ; DIAS, RICARDO R. ; RIBEIRO, VILMARIA A.; SPINACE, ESTEVAM V. ; LINARDI, MARCELO . Eletro-oxidacao de etanol sobre eletrocatalisadores PtRh/C e PtSn/C e PtSnRh/C preparados pelo metedo da reducao por alcool. Eclética Química, v. 31, n. 1, p. 81-88, 2006. DOI: 10.1590/s0100-46702006000100010

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; ethanol; oxidation

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  • IPEN-DOC 09846

    SPINACE, E.V. ; OLIVEIRA NETO, A. ; VASCONCELOS, T.R.R.; LINARDI, M. . Eletro-oxidacao de etanol usando eletrocatalisadores PtRu/C e PtSn/C preparados pelo metodo da reducao por alcool. In: ENCONTRO REGIONAL DE CATALISE, 6., 14-15 de maio, 2004, Americana, SP. resumo... 2004.

    Palavras-Chave: alcohol fuel cells; ethanol fuels; electrocatalysts; oxidation; proton exchange membrane fuel cells

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  • IPEN-DOC 17698

    LULIO, LIGIA C.D.; ISIDORO, ROBERTA A.; DRESCH, MAURO A.; ARICO, ELIANA M.; LINARDI, M. . Eletrocatalisador de Pt(Cesub(0.9)Rusub(0.1)Osub(2)+RuOsub(2))/C nano-disperso para anodo tolerante ao Co. In: SIMPOSIO BRASILEIRO DE ELETROQUIMICA E ELETROANALICA, 18., 28 de agosto - 1 de setembro, 2011, Bento Gonçalves, RS. Anais... 2011.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; cerium oxides; carbon monoxide

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  • IPEN-DOC 17628

    ARICO, E.M.; LINARDI, M. ; NARDENHA, J.. Enhanced CO tolerance in PEM fuel cell using Pt - dopped ceria electrocatalyst system. In: ENCONTRO DA SBPMAT - SOCIEDADE BRASILEIRA DE PESQUISA EM MATERIAIS, 10., 25-29 de setembro, 2011, Gramado, RS. Resumos... 2011.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; carbon oxides; tolerance; proton exchange membrane fuel cells; platinum; doped materials; cerium oxides

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  • IPEN-DOC 09508

    LINARDI, M. . Estrategias e progressos do Grupo de Celulas a Combustivel tipo PEM. In: ENCONTRO SOBRE CELULA A COMBUSTIVEL, 1., 22-24 out, 2003, Sao Paulo, SP. 2003. p. 17.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; power generation; electric power; planning

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  • IPEN-DOC 24299

    ANDREA, VINICIUS . Estudo comparativo de desempenho e durabilidade de células a combustível do tipo PEM / Comparative studies of performance and durability of proton exchange membrane fuel cells . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Elisabete Inácio Santiago. Coorientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-29012018-103733

    Abstract: O objetivo desse trabalho foi investigar as relações entre a durabilidade e as diversas configurações dos componentes de uma célula a combustível do tipo PEM por meio de Testes de Durabilidade de Longa Duração. Foram comparados três tipos de geometria de fluxo, duas espessuras de membranas poliméricas e dois níveis de cargas de platina. Em diversos aspectos, a geometria de canais de fluxo do tipo serpentina se mostrou superior aos demais. Em relação às membranas, as do tipo Nafion 212 se mostraram bastante frágeis e suscetíveis ao crossover de H2, apesar de fornecerem maior potência elétrica que as membranas Nafion 115, as quais exibiram maior durabilidade. No que diz respeito à carga de platina nos eletrodos, verificou-se que os eletrodos preparados com 0,1 mg Pt cm-2 perderam, proporcionalmente, mais área eletroquimicamente ativa que aqueles preparados com 0,4 mg Pt cm-2, mas, ao mesmo tempo, apresentaram as menores taxas de perdas irreversíveis de desempenho. As análises por diversas técnicas eletroquímicas indicaram que os aumentos das resistências ôhmicas e de transporte de massas são os fatores que mais contribuem para as perdas irreversíveis de desempenho, enquanto que o aumento da resistência de transporte de cargas devido ao encharcamento dos eletrodos é o principal responsável pelas perdas reversíveis de desempenho. A proporção de ionômero na camada catalítica foi investigada e verificou-se que, apesar de facilitar para que ocorram perdas reversíveis de desempenho, a maior proporção de ionômero na camada catalítica contribuiu em mitigar a degradação do MEA. Por fim, observou-se que a qualidade do contato entre os eletrodos e a membrana tem grande contribuição na durabilidade das células a combustível do tipo PEM.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; electrochemistry; energy losses; design; performance testing; service life; quality control; electric impedance; potentiostats; voltametry; sweep efficiency; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 18170

    LULIO, LIGIA C.D. . Estudo da eletro-oxidação da mistura Hsub(2)Co utilizando eletrocatalisadores à base de Pt/C e céria dopada com ítria ou rutênio para aplicação em células a combustível de membrana polimérica condutora de prótons / Study of electro-oxidation the mix Hsub(2)/CO using Pt/C etek and yttria or ruthenium doped ceria electrocatalysts for proton exchange membrane fuel cell . 2012. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 63 p. Orientador: Marcelo Linardi. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-23102012-160615

    Abstract: As formulações de eletrocatalisadores Pt:(Ce0,9Y0,1O2)+Pt/C Etek, Pt:(Ce0,9Ru0,1O2)+Pt/C Etek, Pt:Ce0,9Y0,1O2/C e Pt:Ce0,9Ru0,1O2+RuO2/C foram preparados pelo método da redução por álcool e caracterizados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A tolerância ao CO foi estudada utilizando o stripping de CO e medidas de curvas de polarização em células unitárias alimentadas com misturas de H2/CO no ânodo e oxigênio no cátodo, na temperatura de 80ºC e pressão absoluta de 2 bar para ânodo e cátodo. Os testes em células a combustível tipo PEMFC mostraram que a oxidação do CO adsorvido a CO2 na superfície da platina ocorre em potenciais menos positivos quando comparado com o catalisador comercial, Pt/C Etek, mostrando tolerância ao CO adsorvido nos eletrocatalisadores de Pt:Ce0,9Y0,1O2/C e Pt:(Ce0,9Ru0,1O2+RuO2)/C.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; x-ray diffractometers; transmission electron microscopy; cathodes; electrolytes; temperature measurement; oxygen meters; cerium oxides; carbon monoxide; ruthenium; electron correlation

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  • IPEN-DOC 20635

    PAULINO, ANDRE L. dos R. . Estudo da geometria de canais de fluxo em células a combustível tipo PEMFC utilizando fluidodinâmica computacional / Study of flow channel geometries in PEM fuel cells using computational fluid dynamics . 2014. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Elisabete Inacio Santiago. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-19022015-141713

    Abstract: Neste trabalho foram analisados diferentes parâmetros geométricos para canais de fluxo em células a combustível tipo PEMFC e sua influência no desempenho do sistema, utilizando a fluidodinâmica computacional. Na análise dos modelos matemáticos, verificou-se que o modelo de aglomerado inundado descreve com maior fidelidade o comportamento de células a combustível, enquanto as equações de Butler-Volmer não consideram as perdas por transporte de massa. Foram avaliadas as seções transversais retangular, trapezoidal e em degrau. O modelo com canais de seção retangular apresentou desempenho elétrico ligeiramente superior, porém os canais com seção trapezoidal propiciam um melhor gerenciamento de água. Em todos os aspectos estudados, os canais com seção em degrau se comportaram de forma análoga aos canais com seção trapezoidal, porém sua construção é menos complexa. Também foram analisadas as configurações serpentina e interdigitada em células de 5 cm², e sua influência na uniformidade da densidade de corrente. Não foram observadas diferenças significativas quanto à eficiência elétrica entre células com as duas configurações. A configuração interdigitada propiciou distribuição mais uniforme de geração de corrente, pois os reagentes são fornecidos em alta concentração por uma maior área da célula. Assim, esta configuração é preferível para aumento de escala.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; c codes; computerized simulation; fluid flow; serpentine; plates; electrochemistry

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  • IPEN-DOC 14758

    ISIDORO, R.A.; DRESCH, M.A.; SPINACE, E.V. ; FARIAS, L.A.; FONSECA, F.C. ; LINARDI, MARCELO ; SANTIAGO, E.I. . Estudo da oxidacao de etanol em celula a combustivel usando eletrolitos hibridos Nafion-TiOsub(2). In: SIMPOSIO BRASILEIRO DE ELETROQUIMICA E ELETROANALITICA, 17., abril, 2009, Fortaleza, CE. Anais... 2009.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; platinum; ruthenium; tin; molybdenum; direct ethanol fuel cells; sol-gel process

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  • IPEN-DOC 21904

    NANDENHA, JÚLIO . Estudo da oxidação eletroquímica do ácido fórmico utilizando eletrocatalisadores Pd/C-Sb2O5.SnO2, PdAu/C-Sb2O5.SnO2, PdIr/C-Sb2O5.SnO2 e PdAulr/C-Sb2O5.SnO2 preparados via redução por borohidreto de sódio / Electro-oxidation study of formic acid using Pd/C-Sb2O5•SnO2, PdAu/C-Sb2O5•SnO2, PdIr/C-Sb2O5•SnO2 and PdAuIr/C-Sb2O5•SnO2 electrocatalysts prepared by sodium borohydride reduction . 2016. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 166 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-29072016-133123

    Abstract: Os eletrocatalisadores Pd/C, Pd/C-15%ATO, PdAu/C-15%ATO (90:10, 70:30 e 50:50), PdIr/C-15%ATO (90:10, 70:30 e 50:50) e PdAuIr/C-15%ATO (90:5:5, 70:20:10 e 50:45:5) foram preparados pelo método de redução por borohidreto de sódio. Esses eletrocatalisadores foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), enquanto que as atividades eletrocatalíticas para a oxidação eletroquímica do ácido fórmico em meios ácido e alcalino foram investigadas por voltametria cíclica, cronoamperometria e experimentos em células a combustível de ácido fórmico direto (DFAFC) em meios ácido e alcalino a 100 ºC e 60 ºC, respectivamente. Os difratogramas de raios X dos eletrocatalisadores PdAu/C-15%ATO, PdIr/C-15%ATO e PdAuIr/C-15%ATO mostraram a presença de fase de estrutura cúbica de Pd (cfc), ligas de Pd-Au, Pd-Ir e Pd-Au-Ir, fases de carbono e SnO2. As micrografias eletrônicas de transmissão indicaram que as nanopartículas foram bem distribuídas sobre o suporte C-ATO e apresentaram alguns aglomerados. Os estudos eletroquímicos para oxidação de ácido fórmico foram realizados utilizando a técnica de camada fina porosa. Todos os eletrocatalisadores preparados foram testados em células a combustível unitárias alimentadas diretamente por ácido fórmico. Nos estudos comparativos entre os melhores eletrocatalisadores, o eletrocatalisador PdAuIr/C-15%ATO (50:45:5) em meios ácido e alcalino apresentou uma atividade eletrocatalítica superior para a oxidação eletroquímica do ácido fórmico em temperatura ambiente em comparação com o eletrocatalisador Pd/C-15%ATO e os outros eletrocatalisadores binários e ternários preparados. Os experimentos em uma DFAFC unitária ácida e alcalina, também, indicaram que o eletrocatalisador PdAuIr/C-15%ATO (90:5:5) apresentou melhor desempenho para oxidação eletroquímica do ácido fórmico a 100 ºC (meio ácido) e a 60 ºC (meio alcalino), respectivamente, em comparação com os demais eletrocatalisadores sintetizados. Esses resultados indicaram que a adição de Au e Ir ao Pd favorece a oxidação eletroquímica do ácido fórmico, esse efeito pode ser atribuído ao mecanismo bifuncional (a presença de ATO (Sb2O5·SnO2), óxidos de Au e Ir) associados ao efeito eletrônico (ligas de Pd-Au-Ir (cfc)).

    Palavras-Chave: electrochemistry; electrolytic cells; electrolysis; proton exchange membrane fuel cells; formic acid; electrocatalysts; electronic circuits; reduction; oxidation; sodium hydroxides; borohydrides; x-ray diffraction; fluorescence spectroscopy; transmission electron microscopy; chemical radiation effects; chemical physics

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  • IPEN-DOC 19882

    GOMES, THIAGO B. . Estudo da reação de redução do oxigênio utilizando eletrocatalisadores à base de platina e terras raras (La, Ce, Er) para aplicação em células a combustível tipo PEM / Study of the oxygen reduction reaction usying Pt-rare earths (La, Ce, Er) electrocatalysts for application of pem fuel cells . 2013. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Christina Aparecida Leão Guedes de Oliveira Forbicini. DOI: 10.11606/D.85.2013.tde-10122013-141419

    Abstract: A complexidade da reação de redução do oxigênio (RRO) e suas perdas de potencial a fazem responsável por grande parte das perdas de eficiência nas células a combustível. Para esta reação o eletrocatalisador mais apropriado e com melhor desempenho é a Platina, um metal nobre e que torna alto o custo da tecnologia das células a combustível, aumentando as barreiras para entrar no mercado. Primeiramente o trabalho teve em vista reduzir a quantidade em massa de platina utilizada no cátodo, sendo substituída por óxidos de terras raras. Observando que os métodos mais comuns de síntese de eletrocatalisadores para a aplicação em células a combustível se realizam em enumeras etapas, este trabalho se propôs a preparar eletrocatalisadores através de etapas mais simples e que dependessem de menos etapas e tempo de preparo. Através da mistura física simples utilizando ultrassom foram preparados eletrocatalisadores de platina suportada em carbono com os óxidos das terras raras lantânio, cério e érbio, para o estudo em meia célula da RRO. O resultado do gráfico de Koutecky-Levich mostrou que entre os eletrocatalisadores preparados o Pt80Ce20/C foi o que apresentou atividade catalítica mais próxima da platina comercial BASF, sugerindo que a RRO aconteceu via 4 elétrons. Como encontrado na em alguns trabalhos da literatura, entre as terras raras aplicada no cátodo, o cério é o elemento que mais contribui para esta substituição, devido a sua capacidade de estocar e fornecer oxigênio. Esta característica é um grande atrativo para a RRO pois esta reação é primeira ordem em relação a concentração de oxigênio. O resultado mostrou que é possível diminuir a quantidade de platina mantendo atividade catalítica.

    Palavras-Chave: redox reactions; electrolytes; proton exchange membrane fuel cells; x-ray diffraction; voltametry; rare earths; lanthanum; cerium; erbium

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  • IPEN-DOC 18114

    OLIVEIRA, MARA C.L. de; CORREA, OLANDIR V. ; ANTUNES, RENATO A.. Estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável AISI 316L moldado por injeção com revestimento de nitreto de titânio em ambiente de célula a combustível tipo PEN. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS E INSPEÇÃO, 11., 10-13 de maio, 2011, Porto de Galinhas, PE. Anais... 2011.

    Palavras-Chave: stainless steels; corrosion resistance; molding; coatings; titanium nitrates; fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 19990

    OLIVEIRA, PATRICIA da S.P. de. Estudo de confiabilidade das células a combustível do tipo PEM produzidas no IPEN-CNEN/SP / Reability study of the proton exchange membrane fuel cells produced at IPEN-CNEN/SP . 2014. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 203 p. Orientador: Marcelo Linardi. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-27062014-110029

    Abstract: O desenvolvimento de sistemas de conversão de energia baseados na tecnologia de células a combustível tem demandado estudos de confiabilidade, uma vez que requisitos de durabilidade e custo passaram a ser fundamentais para a inserção desta tecnologia no mercado de energia. Neste trabalho foi proposta uma metodologia de análise de confiabilidade de células a combustível de membrana polimérica condutora de prótons (células a combustível do tipo PEM), tendo em vista a qualificação destes itens como protótipos de unidades comerciais. A metodologia proposta incluiu uma avaliação inicial qualitativa das possíveis falhas em células a combustível do tipo PEM, realizada pela aplicação de uma Análise de Modos de Falha e Efeitos, técnica conhecida pela sigla FMEA. Além disso, foi elaborado um plano de testes de vida para as unidades produzidas no IPEN CNEN/SP e foi efetuada a análise dos resultados usando-se métodos estatísticos para dados de confiabilidade. Assim, a parte experimental consistiu em produzir as células a combustível no laboratório e submetê-las aos testes de vida, nos quais foram simuladas condições reais de operação. Os dados amostrais foram analisados estatisticamente, gerando resultados importantes em relação às medidas de desempenho e durabilidade dos dispositivos em estudo. Por meio de uma análise não paramétrica, foi gerada uma estimativa da função de confiabilidade das células a combustível usando-se o estimador de Kaplan- Meier. Pela modelagem paramétrica, foi possível ajustar uma distribuição exponencial para o tempo de vida destes dispositivos, gerando uma estimativa de vida média de 1.094,58 horas, com intervalo de 95% de confiança de [533,03 horas; 2.836,13 horas]. Com relação ao desempenho, foi aplicada uma regressão linear simples aos dados de potencial elétrico ao longo do tempo, gerando um valor aproximado para a taxa de queda do potencial elétrico de 80 μV h-1. Cabe ressaltar que, a metodologia proposta neste estudo deverá ser integrada ao processo de desenvolvimento das células a combustível, para permitir o acompanhamento da melhoria de sua confiabilidade.

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

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  • IPEN-DOC 09512

    SANTORO, T.A.B.. Estudo de parametros de operacao de celulas PEM experimentais. In: ENCONTRO SOBRE CELULA A COMBUSTIVEL, 1., 22-24 out, 2003, Sao Paulo, SP. 2003. p. 25.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; optimization; performance; polarization; temperature dependence; gas flow; electric impedance; statistics

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  • IPEN-DOC 19212

    DIAS, RICARDO R. . Estudo dos eletrocatalisadores de PtSnRh/C+CeOsub(2) preparados pelo método da redução por álcool para oxidação eletroquímica do etanol / Study of electrocatalysts PtSnRh/C+CeOsub(2) prepared by alcohol reduction method for ethanol electro-oxidation . 2013. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. Coorientador: Estevam Vitório Spinacé. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-01102013-153858

    Abstract: Os eletrocatalisadores PtRh (50:50)/85% C + 15% CeO2, PtRh (90:10)/ 85% C + 15% CeO2, PtSn (50:50)/ 85% C + 15% CeO2 e PtSnRh/85% C + 15% CeO2 Todos os eletrocatalisadores foram caracterizados físico-quimicamente pelas técnicas de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Por meio das análises de DRX foi observada a presença a estrutura cúbica de face centrada típica de platina e suas ligas, além de uma fase de SnO, em diferentes composições atômicas, foram preparados pelo método da redução por álcool para serem testados nos estudos de oxidação eletroquímica de etanol. 2 para os eletrocatalisadores de PtSn/85% C + 15% CeO2 e PtSnRh/85% C + 15% CeO2. A MET permitiu a observação de uma distribuição relativamente homogênea das partículas, cujos tamanhos médios variaram de 2,5 a 3 nm, no suporte de C + CeO2 As caracterizações eletroquímicas foram realizadas por meio das técnicas de voltametria cíclica (VC) e cronoamperometria (CA). As medições foram feitas à temperatura ambiente e à 50°C, e a técnica de preparo do eletrodo de trabalho foi a de camada fina porosa. . O eletrocatalisador PtSnRh (50:45:5)/ 85% C + 15% CeO2 Na síntese do eletrocatalisador de PtSnRh (50:45:5)/ 85% C + 15% CeO apresentou o melhor desempenho para a oxidação do etanol de acordo com as técnicas eletroquímicas utilizadas, bem como pelos estudos em condições reais de operação em células a combustível alimentadas diretamente por etanol. 2 Estudos com a técnica de infravermelho confirmaram que a oxidação do etanol ocorreu de forma incompleta para os eletrocatalisadores ternários de PtSnRh (50:45:5)/ 85% C + 15% CeOa ordem de adição dos metais foi feita de duas maneiras distintas. O estanho adicionado numa primeira etapa seguida pela adição de PtRh mostrou ser a forma que resultou em maior atividade para a oxidação do etanol. 2 e PtSnRh (50:45:5)/C.

    Palavras-Chave: fuel cells; reduction; proton exchange membrane fuel cells; alcohol fuel cells; direct methanol fuel cells; direct ethanol fuel cells; electrocatalysts; voltametry; x-ray diffraction; oxidation; platinum; tin; radium; carbon; cerium oxides

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  • IPEN-DOC 19872

    BONIFACIO, RAFAEL N.. Estudo e desenvolvimento de conjuntos membrana-eletrodos (MEA) para célula a combustível de eletrólito polimérico condutor de prótons (PEMFC) com eletrocatalisadores à base de paládio / Study and development of membrane electrode assemblies for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) with palladium based catalysts . 2013. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 204 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-09012014-144413

    Abstract: Sistemas de PEMFC são capazes de gerar energia elétrica com alta eficiência e baixa ou nenhuma emissão de poluentes, porém questões de custo e durabilidade impedem sua ampla comercialização. Nesse trabalho foi desenvolvido um MEA com eletrocatalisadores à base de paládio. Foram sintetizados e caracterizados eletrocatalisadores Pd/C, Pt/C e Ligas PdPt/C com diferentes razões entre metais e carbono. Foi realizado um estudo da razão entre ionômero de Nafion e eletrocatalisador para formação de triplas fases reacionais de máximos desempenhos, criado um modelo matemático para transpor esse ajuste para eletrocatalisadores com diferentes razões entre metal e suporte, considerando os aspectos volumétricos da camada catalisadora, e então realizado um estudo da espessura da camada catalisadora. Para as caracterizações foram utilizadas as técnicas de Difração de Raios-X, Microscopias Eletrônicas de Transmissão e de Varredura, Energia Dispersiva de Raios-X, Picnometria a Gás, Porosimetria por Intrusão de Mercúrio, Adsorção de Gás, segundo as equações de BET e BJH, Análise Termo Gravimétrica e feitas as determinações de diâmetros de partículas, de áreas de superfície específica e de parâmetros de rede. Todos os eletrocatalisadores foram usados no preparo de MEAs que foram avaliados em célula unitária de 5 cm2 entre 25 e 100 °C a 1 atm; e a melhor composição foi avaliada também a 3 atm. No estudo dos metais para as reações, visando reduzir a platina aplicada aos eletrodos, sem perdas de desempenho, foram selecionados Pd/C para ânodos e PdPt/C 1:1 para cátodos. A estrutura de MEA desenvolvida utilizou 0,25 mgPt.cm-2 e resultou em densidades de potência de até 550 mW.cm-2 e potências de até 2,2 kWe por grama de platina. A estimativa realizada mostrou que houve uma redução de até 64,5 % nos custos em relação à estrutura de MEA previamente conhecida. Em função da temperatura e pressão de operação foram obtidos valores a partir de R$ 3.540,73 para o preparo de MEAs para cada quilowatt instalado. Com base em estudos recentes, concluiu-se que o custo do MEA desenvolvido é compatível às aplicações estacionárias de PEMFC.

    Palavras-Chave: palladium; electrocatalysts; fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; mathematical models; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; thermogravimetric analysis; platinum; surface properties; membranes; electrodes

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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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