Navegação por Autores IPEN "TABUTI, FRANCISCO N."

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  • IPEN-DOC 29768

    TABUTI, FRANCISCO N. . Desenvolvimento de célula a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária a etanol direto com camada catalítica à base de céria / Development of direct ethanol intermediate temperature solid oxide fuel cell with ceria-based catalytic layer . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 106 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-150928

    Abstract: As células a combustível de óxidos sólidos (SOFC) apresentam diversas vantagens com relação a dispositivos tradicionais geradores de energia, inclusive se comparadas a outros tipos de célula a combustível. Entre as principais características das SOFC destacam-se: elevada eficiência de conversão, descentralização da produção de energia, possibilidade de uso de combustíveis diversos como gás natural e etanol - que são estratégicos para Brasil - e a baixa emissão de poluentes. Entretanto, existem várias barreiras a serem superadas para a difusão dessa tecnologia. Entre elas, a alta temperatura de operação da célula - que resulta em vários problemas para montagem e operação de um sistema de potência elevando o custo do sistema - e a desativação da célula devido à deposição de carbono na superfície do anodo de níquel quando a célula é alimentada com hidrocarbonetos. Muitas pesquisas têm buscado superar estes problemas garantindo a estabilidade da SOFC. A estratégia escolhida para se tentar solucionar esse problema é a utilização de componentes anódicos ativos para reforma catalítica do combustível, associado a um processo de reforma interna do combustível, fornecendo H2 e CO, passíveis de oxidação eletroquímica. Desta maneira, este trabalho de doutoramento aborda estes dois aspectos: (I) baixar a temperatura de operação da célula para temperaturas intermediárias, ou seja, de 850 °C para 600 °C e (II) utilização direta do etanol como combustível pelo processo de reforma interna. São apresentados os resultados de testes de células operando com etanol direto em alta temperatura e resultados de células suportadas no anodo com camadas catalíticas - sem a presença de metais preciosos - operando com etanol direto em temperaturas intermediárias. São descritos os procedimentos para fabricação da célula suportada no eletrólito e para preparação e aplicação das suspensões utilizadas nas diferentes camadas da célula. Também são descritos os sistemas utilizados nos testes de célula. Como principal resultado, obteve-se a estabilização da corrente de saída da célula vii operando com etanol direto tanto a 850 °C quanto a 700 °C sem adição de água ao combustível.

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  • IPEN-DOC 26115

    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.

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  • IPEN-DOC 20097

    AUGUSTO, BRUNO L.; NORONHA, FABIO B.; FONSECA, FABIO C. ; TABUTI, FRANCISCO N. ; COLMAN, RITA C.; MATTOS, LISIANE V.. Nickel/gadolinium-doped ceria anode for direct ethanol solid oxide fuel cell. International Journal of Hydrogen Energy, v. 39, p. 11196-11209, 2014.

    Palavras-Chave: direct ethanol fuel cells; nickel; gadolinium; doped materials; cerium oxides; anodes; catalysts; hydrogen production; steam reformer processes

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  • IPEN-DOC 29902

    MEDINA, MIDILANE S. ; CARVALHO, SABRINA G.M. ; TABUTI, FRANCISCO N. ; MUCCILLO, ELIANA N.S. ; FONSECA, FABIO C. ; MUCCILLO, REGINALDO . W-doped Lanthanum Molybdenum Oxide/Lithium-Sodium-Potassium Carbonate Composite Membranes for Carbon Dioxide Permeation. Materials, v. 16, n. 14, p. 1-14, 2023. DOI: 10.3390/ma16145128

    Abstract: Single-phase tungsten-doped lanthanum molybdenum oxide (La2MoWO9) ceramic powders were synthesized using the complex polymerization technique. Porous ceramic pellets were obtained by thermally removing graphite, which served as a pore former. The porous pellets were then impregnated with molten eutectic lithium-sodium-potassium carbonates. The energy dispersive X-ray analysis and scanning electron microscopy (FEG-SEM) images of the external and fracture surfaces of the La2MoWO9-(Li,Na,K)2CO3 composite dual-phase membrane revealed the percolation of the carbonate mixture through the pores. Electrochemical impedance spectroscopy measurements conducted at temperatures below and above the melting point of the eutectic carbonate composition demonstrated the contributions of oxygen and carbonate ions to the ionic conductivity of the dual membrane. The electrical conductivity of the carbonate ions within the membrane was continuously monitored for over 1300 h with negligible degradation, implying that the membrane could be used for long-term monitoring of CO2 without aging effects. A comparison of FEG-SEM images taken before and after this endurance test suggested minimal fouling, indicating that the membrane could potentially replace similar zirconia- and ceria-based composite membranes.

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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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