Navegação por autor "PUSKAR, L."

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  • IPEN-DOC 26968

    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].

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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 27980

    MATOS, B.R. ; SILVA, J.S. da ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . Identification of the polymer and electrode polarizations of Nafion dielectric spectrum. In: WORKSHOP ON ION EXCHANGE MEMBRANES FOR ENERGY APPLICATIONS, June 25-27, 2019, Bad Zwischenahn, Germany. Abstract... 2019.

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  • IPEN-DOC 27152

    MATOS, B.R. ; GOULART, C.A. ; TOSCO, B.; SILVA, J.S. da ; ISIDORO, R.A. ; SANTIAGO, E.I. ; LINARDI, M. ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. ; TAVARES, A.C.. Properties and DEFC tests of Nafion: functionalized titanate nanotubes composite membranes prepared by melt-extrusion. Journal of Membrane Science, v. 604, p. 1-7, 2020. DOI: 10.1016/j.memsci.2020.118042

    Abstract: Nafion based composites are promising materials to improve the performance of direct ethanol fuel cells. In this work, composite membranes of Nafion and titanate nanotubes functionalized with sulfonic acid groups were prepared by melt-extrusion and tested in a direct ethanol fuel cell. Far and mid infrared spectroscopies evidenced the formation of ionic bridges between the sulfonic acid groups of both functionalized nanoparticles and the ionomer. Small angle X-ray scattering measurements revealed that the melt-extrusion method leads to an uniform distribution of the inorganic phase in the ionomer matrix. Such structural analysis indicated that the improved the proton conduction properties of the composites, even with the addition of a high concentration of functionalized nanoparticles, are an outcome of the synergistic ionic network due to the hydrid organic/inorganic proton conducting phases. However, an improvement of the fuel cell performance is observed for 2.5 wt% of functionalized titanate nanotubes, which is a result of the lower ethanol crossover and the plasticizing effect of the aliphatic segments of the organic moieties grafted at the surface of the titanate nanoparticles.

    Palavras-Chave: composite materials; direct ethanol fuel cells; extrusion; fourier transformation; infrared spectra; membranes; nanotubes; proton conductivity; sulfonic acids; titanates; titration

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  • IPEN-DOC 25426

    MATOS, B.R. ; REY, J.F.Q.; MERINO, D.H.; SILVA, J.S. da ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . The relation between the alpha/beta relaxation dynamics and the shape of ionomer building blocks. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8629-8629.

    Abstract: The relation between the alpha/beta relaxations and the shape of the building blocks of ionomer materials is a key factor for programming an important temperaturedependent property: the memory of shape [1,2,3]. However, the morphology of ionomers is indirectly obtained via modeling of small angle X-ray scattering (SAXS) data owing to the hardly accessible image characterization of the nanometric building blocks - micelle-like cylindrical polymeric aggregates (radius ~ 2 - 6 nm and length > 100 nm) [3]. Herein, broadband dielectric spectroscopy (BDS) measurements, free from electrode polarization effects, allowed identifying the time and temperature dependence of the polarization of different length scales of the ionomer matrix, and more importantly, by directly providing the aspect ratio of the radius and length of the polymeric aggregates for each desired temperature. This finding is essential for controlling the shape of ionomer based functional products under several stimuli conditions, thereby advancing remarkable applications, such as four dimensional (4D) printing and polymer electrolyte fuel cells.

    Palavras-Chave: building materials; relaxation; scattering; temperature dependence; electrolytic cells; spectroscopy

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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.

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