Navegação por assunto "proton exchange membrane fuel cells"

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  • IPEN-DOC 16624

    ROBALINHO, ERIC; CUNHA, EDGAR F. da ; AHMED, ZAKARYA; CEKINSKI, EFRAIM; LINARDI, MARCELO . Advances in PEM fuel cells with CFD techniques. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ON HYDROGEN AND FUEL CELLS, 5th, October 26-29, 2010, Campinas, SP. Proceedings... 2010.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; simulation; fluids; numerical analysis; dynamics

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  • IPEN-DOC 20729

    MATOS, B.R. ; SANTIAGO, E.I. ; MUCCILLO, R. ; VELASCO-DAVALOS, I.A.; RUEDIGER, A.; TAVARES, A.C.; FONSECA, F.C. . Alfa-relaxation and morphology transition of perflurosulfonate ionomer membranes. Materials Research Society Symposium Proceedings, v. 1735, p. 1-5, 2015. DOI: 10.1557/opl.2015.176

    Palavras-Chave: electrolytes; proton exchange membrane fuel cells; relaxation; dielectric properties; spectroscopy; atomic force microscopy; morphological changes

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  • IPEN-DOC 11514

    FUKUROZAKI, SANDRA H. . Análise ambiental da célula a combustível de membrana trocadora de prótons sob o enfoque da avaliação do ciclo de vida. 2006. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. p. Orientador: Emilia Satoshi Miyamaru Seo. DOI: 10.11606/D.85.2006.tde-04062013-104213

    Abstract: A energia é o combustível do crescimento e um requisito essencial para o desenvolvimento sócio-econômico. No entanto, o atual modelo de produção baseado em combustíveis fósseis é considerado ameaçador para o homem e a natureza. Desta forma, as preocupações relacionadas às atividades antrópicas e os seus efeitos no meio ambiente são traduzidos pela implementação de padrões mais rígidos de controle ambiental e pela mobilização da sociedade em favor das tecnologias energéticas menos impactantes. Diante desse cenário, a Célula a Combustível de Membrana Trocadora de Prótons - PEMFC tem sido reconhecida como a resposta para a premente necessidade de energia limpa e eficiente. Em relação aos sistemas convencionais de geração de energia, suas vantagens durante o uso a configuram como candidata ideal para diversas aplicações, em especial as móveis. Entretanto, embora o foco de diversas avaliações ambientais em sistemas de energia seja voltado para a etapa da sua utilização, os estágios relacionados à produção do sistema e destinação final devem ser considerados já que estes também apresentam impactos. No caso da PEMFC, nas fases anteriores e posteriores ao uso, os aspectos relacionados aos catalisadores de platina apontam cargas ambientais que não podem ser negligenciadas. Neste sentido, a Avaliação do Ciclo de Vida tem sido utilizada para entender e questionar os riscos e oportunidades que acompanham um determinado produto, a partir de uma visão sistêmica das suas relações com o meio ambiente. É precisamente nesse contexto que o presente trabalho pretende dar sua maior contribuição, a partir de um estudo exploratório almeja-se prover uma análise ambiental dessa tecnologia na etapa pós-uso do conjunto eletrodo membrana, nomeadamente em relação aos catalisadores de platina, sob o enfoque da Avaliação do Ciclo de Vida - ACV. Para atingir tal propósito, são apresentadas e discutidas as relações entre energia, meio ambiente e desenvolvimento, bem como a tecnologia de Células a Combustível e os atuais estudos sobre ACV da PEMFC. As contribuições das questões levantadas foram utilizadas para o desenvolvimento de um método de recuperação dos catalisadores da PEMFC e, especialmente, para a sua posterior avaliação ambiental. Dentre os resultados significativos destaca-se a importância da ACV como ferramenta útil para compreender o peso das questões ambientais relacionadas à platina e, para subsidiar as estratégias relacionadas ao desenvolvimento, consolidação e inovação da PEMFC.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; environmental impacts; catalysts; platinum; life cycle

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  • IPEN-DOC 12653

    SANTOS, ANTONIO R. dos . Análise por impedância eletroquímica 'on line' de conjuntos eletrodo/membrana (MEA) de células a combustível a membrana polimérica (PEMFC). 2007. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 126 p. Orientador: Marcelo Linardi. DOI: 10.11606/T.85.2007.tde-16052012-093213

    Abstract: Este trabalho apresenta resultados de estudos e caracterizações de Conjuntos Eletrodo/Membrana (MEAs) de Células a Combustível a Membrana Polimérica (PEMFC). Algumas condições de operação de células e diferentes processos de produção de MEA foram investigados. A técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) (em situ - 0 a 16 A) foi usada \"on-line\" como uma ferramenta de diagnóstico, relativa ao desempenho de célula. As medidas de EIE foram feitas através do Sistema de EIE para células a combustível FC350 (GAMRY), junto a um PC4 Potentiostato/Galvanostato e conectado à carga dinâmica (TDI) para experimentos de EIE \"on-line\" (100 mHz - 10 kHz, dU = 5 mV). MEAs com 25 cm2 de área ativa, usando eletrocatalisadores PtM/C 20 % (M = Ru, Sn ou Ni) fabricados usando o Método de Redução por Álcool (MRA). A tinta catalítica foi diretamente aplicada no Tecido de Carbono (GDL) e este prensado na membrana de Nafion® (105). MEAs usando eletrocatalisadores Pt/C e PtRu/C 20 % da E-TEK foram fabricados para comparação. Todos os cátodos foram confeccionados com Pt/C 20% da E-TEK. Foram fixadas as concentrações de metal nobre em 0,4 mg Pt.cm-2 no anodo e 0,6 mg Pt.cm-2 no catodo (E-TEK). Diagramas de Nyquist dos MEAs com Pt/C e PtRu/C da E-TEK ou PtM/C MRA apresentaram as mesmas resistências de ôhmicas para os MEAs. Este fato pode ser explicado por supressão de aglomerados durante o processo de preparação do MEA ou pela homogeneidade do eletrocatalisador ancorado ao carbono. Também pôde ser observado, a baixas densidades atuais que há uma diferença de desempenho significante entre o eletrocatalisadores da ETEK e os preparados pelo MRA. Os resultados das curvas de polarização confirmaram que PtM/C MRA apresentara um aumento de atividade para as células alimentadas com metanol e etanol. A técnica de EIE se mostrou eficiente para a avaliação do método de preparação dos MEAs e do desempenho da célula, os resultados de EIE mostraram uma coerência na escolha do modelo do circuito elétrico para os MEAs utilizando hidrogênio, metanol e etanol. Esta coerência indica que outras resistências não consideradas no modelo não são relevantes na resistência total dos MEAs.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; impedance; spectroscopy; electrochemistry; appropriate technology; nanostructures; electrocatalysts

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  • IPEN-DOC 09515

    VAZ, J.M. . Aplicacoes da fotocatalise na celula a combustivel tipo PEM. In: ENCONTRO SOBRE CELULA A COMBUSTIVEL, 1., 22-24 out, 2003, Sao Paulo, SP. 2003. p. 13.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; photochemical reactions; catalysis; hydrogen production; synthesis gas; purification

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  • IPEN-DOC 16417

    DOUBEK, G.; ROBALINHO, E.; CUNHA, E.F. ; CEKINSKI, E.; LINARDI, M. . Application of CFD techniques in the modeling and simulation of PBI PEMFC. Fuel Cells, v. 11, n. 2, p. 1-11, 2011.

    Palavras-Chave: fuel cells; high-temperature fuel cells; simulation; three-dimensional calculations; benzimidazoles; proton exchange membrane fuel cells; experimental data

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  • IPEN-DOC 12389

    CUNHA, EDGAR F. ; ANDRADE, ALEXANDRE B.; ROBALINHO, ERIC; BEJARANO, MARTHA L.M.; CEKINSKI, EFRAIM; LINARDI, MARCELO . Application of CFD techniques in the modeling and simulation of PEN fuel cell[ s flow channels. In: SECOND EUROPEAN FUEL CELL TECHNOLOGY APPLICATIONS CONFERENCE, 2nd, Dec. 11-14, 2007, Rome, Italy. Abstract... 2007.

    Palavras-Chave: c codes; computerized simulation; experimental data; fluid mechanics; hydrogen; oxygen; proton exchange membrane fuel cells; velocity

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  • IPEN-DOC 13979

    FUKUROZAKI, SANDRA H.; SEO, EMILIA S.M. . Avaliacao do ciclo de vida da celula a combustivel de membrana trocadora de protons. In: CONFERENCIA INTERNACIONAL CICLO DE VIDA, 26-28 de fevereiro, 2007, Sao Paulo, SP. Anais... 2007.

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

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  • IPEN-DOC 14392

    SEO, EMILIA S.M. ; KULAY, LUIZ A.; FUKUROZAKI, SANDRA H.. Avaliacao do ciclo de vida da tecnologia das celulas a combustivel: uma revisao. In: COLOQUIO EM SAUDE E MEIO AMBIENTE, 3., 23-24 de marco, 2007, Sao Paulo, SP. Anais... 2007.

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

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  • IPEN-DOC 13921

    CUNHA, EDGAR F. da . Avaliacao e aplicacao de tecnologias de celulas a combustivel tipo PEMFC desenvolvidas no IPEN em um modulo de 500 Wsub(e) de potencia nominal / Evaluation and application of PEMFC fuel cell´s technologies developed at IPEN applied to a 500 We fuel cell stack . 2009. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 135 p. Orientador: Marcelo Linardi. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-21082009-142512

    Abstract: Este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicação de diversas tecnologias de células a combustível tipo PEMFC desenvolvidas no IPEN para obtenção de um módulo de potência de 500 We. Foram estudados o aumento de escala na produção de MEAs de 25 cm2 para 144 cm2 pelo método de impressão a tela; a simulação por fluidodinâmica computacional de canais de fluxo de gases em placas bipolares utilizando o programa COMSOL e; o estudo de desempenho de eletrodos Pt/C desenvolvidos pelo método de redução por álcool, em células individuais de 144 cm2. Assim, desenvolveu-se um módulo de 500 We de potência nominal, produzido com tecnologia nacional, e com apoio da indústria para possíveis aplicações comerciais. A indústria nacional contribuiu com o hardware do módulo e os sistemas de vedação e refrigeração. Foi realizado um teste de 100 horas em célula unitária de 144 cm2 para observação do comportamento do MEA fabricado pelo processo de impressão à tela, bem como das outras tecnologias descritas, e a célula mostrou-se estável neste intervalo de tempo. O módulo desenvolvido com tecnologia nacional apresentou a potência máxima de 574 We à corrente de 100 A (694,4 mA cm-2). A potência de operação de 500 We foi obtida à corrente de 77,7 A (540,1 mA cm-2) ao potencial de 6,43 V, com uma eficiência de 43,3%. Em termos de cogeração, a potência térmica ou calor gerado pelo módulo foi de 652 Wt. Deste modo, foram consolidados os experimentos em P&D realizados no IPEN em células a combustível, para produção de potência elétrica. Uma estimativa inicial de custo para o módulo de 500 We estudado foi de R$ 4.500,00, baseando-se apenas nos materiais empregados em sua construção.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; membranes; direct energy conversion; electrocatalysts; economic analysis; numerical data; computerized simulation

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  • IPEN-DOC 16654

    DRESCH, M.A.; ISIDORO, R.A.; LINARDI, M. ; FONSECA, F.C. ; SANTIAGO, E.I. . Avaliação do desempenho de membranas híbridas NAFION-SiOsub(2) como eletrôlito em células a combustível de eletrólitos poliméricos em altas temperaturas. In: SIMPOSIO BRASILEIRO DE ELETROQUIMICA E ELETROANALITICA, 17., 19-23 de abril, 2009, Fortaleza, CE. Anais... 2009.

    Palavras-Chave: nanostructures; fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; silicon oxides; electrolytes; sol-gel process

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  • IPEN-DOC 12616

    ZEN, H.A.; GERALDES, A.N. ; PARRA, D.F. ; GERALDO, A.B.C. ; ARAUJO, S.G. ; LUGAO, A.B. ; LINARDI, M. . Caracterização de filmes de polipropileno modificados para uso como membrana tracadora de protons. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 17., 15-19 de novembro, 2006, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2006. p. 8027-8038.

    Palavras-Chave: polypropylene; proton exchange membrane fuel cells; graft polymers; gamma radiation; cobalt 60; infrared spectra

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  • IPEN-DOC 24305

    ANTONIASSI, R.M. ; SILVA, J.C.M. ; LOPES, T. ; OLIVEIRA NETO, A. ; SPINACE, E.V. . Carbon-supported Pt nanoparticles with (100) preferential orientation with enhanced electrocatalytic properties for carbon monoxide, methanol and ethanol oxidation in acidic medium. International Journal of Hydrogen Energy, v. 42, n. 8, p. 28786-28796, 2017. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.10.036

    Abstract: The relationship between atomic arrangement (morphology) and catalytic activity/selectivity in heterogeneous catalysis is an actual hot research topic concerning a range of reactions. This article evaluates one-pot synthesized carbon-supported Pt nanoparticles with preferential Pt(100) orientation prepared with an environmentally friendly shape-directing agent and compares this with Pt/C polycrystalline towards CO, methanol and ethanol electrooxidation reactions. The preferentially cubic nanomaterial (Pt-(100)) interacts differently with CO molecule and presents distinct hydrogen adsorption/desorption characteristics. Pt/C polycrystalline exhibits a CO-stripping profile with one peak at 0.86 V in contrast to three peaks between 0.75 and 0.86 V and a pre-peak at about 0.40.6 V for the Pt/C-(100), which may be associated to the unique surface characteristics of the cubic material. The onset potentials towards carbon monoxide, methanol and ethanol electro-oxidation reactions on Pt/C-(100) are 22%, 21% and 54% lower than on Pt/C polycrystalline. The ratio between the forward per backward peak current densities for the electrooxidation of ethanol and methanol are higher on Pt/C-(100), which suggests that Pt(100) domains are more tolerant to undergo poisoning by the intermediates/by-products formed in these reactions. Proton exchange membrane fuel cells fed with pure hydrogen and with a H-2/CO mixture show superior performance using Pt/C-(100) as anode in comparison to Pt/C polycrystalline catalyst. These results evidence that controlling the morphology of Pt nanoparticles is a key factor to improve the catalytic activity of the polymer electrolyte fuel cell fueled with fuels that involve the electro-oxidation of CO.

    Palavras-Chave: nanoparticles; ethanol; methanol; carbon; proton exchange membrane fuel cells; platinum; oxidation; stripping

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  • IPEN-DOC 12311

    SANTIAGO, ELISABETE I. ; VARANDA, LAUDEMIR C.; VILLULLAS, H.M.. Carbon-supported Pt-Co catalysts prepared by a modified polyol process as cathodes for PEN fuel cells. Journal of Physical Chemistry, C, v. 111, p. 3146-3155, 2007.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; carbon; platinum; cobalt; cathodes; electrocatalysts

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  • IPEN-DOC 16416

    BONIFACIO, RAFAEL N.; PASCHOAL, JOSE O.A.; LINARDI, MARCELO ; CUENCA, RICARDO. Catalyst layer optimization by surface tension control during ink formulation of membrane electrode assemblies in proton exchange membrane fuel cell. Journal of Power Sources, v. 196, n. 10, p. 4680-4685, 2011.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; catalysts; layers; inks; surface tension

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  • IPEN-DOC 23187

    PAULINO, A.L.R. ; CUNHA, E.F. ; ROBALINHO, E.; LINARDI, M. ; KORKISCHKO, I. ; SANTIAGO, E.I. . CFD analysis of PEMFC flow channel cross sections. Fuel Cells, v. 17, n. 1, p. 27-36, 2017. DOI: 10.1002/fuce.201600141

    Abstract: This paper presents a study of single-channel proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) using computational modeling and simulation. For this analysis, the commercial software COMSOL Multiphysics was used to build a single-phase isothermal and tridimensional fuel cell model. For the mathematical description of the catalyst layer, the flooded agglomerate model was implemented, and it proved to be more accurate than Butler-Volmer model, which is the pre-built model in the software. Such evidence was verified when comparing the polarization curves obtained using both models with an experimental curve. After definition of the model, the main objective of this study was to analyze the influence of the flow channel cross-section in the water distribution inside the cell, studying rectangular, trapezoidal and hybrid stepped geometries. The fuel cell with stepped channel was equivalent to the trapezoidal cell in all aspects analyzed, and both provided superior water management than the rectangular cell. However, the current generation in the rectangular design was slightly higher. It was noted that the simulation of a tridimensional model provided a better understanding of the regions where higher concentrations of water can occur, and that different flow channel designs can be used to enhance water management.

    Palavras-Chave: plates; proton exchange membrane fuel cells; water supply; computerized simulation; fluid mechanics

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  • IPEN-DOC 17787

    SANTOS, D.F. dos; MUNFORD, M.L.; MATOS, B.R. ; DRESCH, M.A. ; SANTIAGO, E.I. ; LINARDI, M. ; FONSECA, F.C. . Characterization of Nafion-based composite membranes by in-situ AFM. In: ENCONTRO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE PESQUISA EM MATERIAIS, 7., 28 de setembro - 02 de outubro, 2008, Guarujá, SP. Resumos... 2008.

    Palavras-Chave: copolymers; electrolytes; proton exchange membrane fuel cells; atomic force microscopy

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  • IPEN-DOC 14940

    CARMO, MARCELO; LINARDI, MARCELO ; POCO, JOÃO G.R.. Characterization of nitric acid functionalized carbon black and its evaluation as electrocatalyst support for direct methanol fuel cell applications. Applied Catalysis A: General, v. 355, n. 1-2, p. 132-138, 2009.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; carbon black; electrocatalysts; direct methanol fuel cells; ruthenium; nitric acid; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 12375

    ZEN, HELOISA A.; GERALDES, ADRIANA N. ; PARRA, DUCLERC F. ; LUGAO, ADEMAR B. . Characterization of polypropylene films modified for using as ion exchange membrane. In: INTERNATIONAL MACROMOLECULAR COLLOQUIUM, 11th; INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NATURAL POLYMERS AND COMPOSITES, 6th, April 22-25, 2007, Gramado, RS. Proceedings... 2007.

    Palavras-Chave: polypropylene; radiations; graft polymers; polymerization; styrene; vinyl monomers; proton exchange membrane fuel cells

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  • IPEN-DOC 15663

    SANTORO, T.A.B.; OLIVEIRA NETO, A. ; CHIBA, R.; SEO, E.S.M. ; FRANCO, E.G.. Characterization of proton exchange membrane fuel cell cathode catalysts prepared by alcohol-reduction process. Materials Science Forum, v. 660-661, n. 7, p. 94-99, 2010.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; cathodes; platinum; lanthanum oxides; carbon; rare earths; hydrogen; electrocatalysts

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Autor: Maprelian

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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.


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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.

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