INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
Repositório Digital da Produção Técnico Científica

Navegação por título da publicação "Avanços no uso de etanol direto em células a combustível de óxidos sólidos de alto desempenho"

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  • IPEN-DOC 23616

    FONSECA, F.C. . Avanços no uso de etanol direto em células a combustível de óxidos sólidos de alto desempenho. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIENCIA DOS MATERIAIS, 22., 06-10 de novembro, 2016, Natal, RN. Resumo... 2016. p. 45.

    Abstract: As altas temperaturas de operação das células a combustível de óxidos sólidos (SOFC's) as habilitam para a geração eficiente de energia usando combustíveis renováveis e disponíveis. O presente estudo tem por objetivo o desenvolvimento de SOFC's de alto desempenho e duráveis usando etanol como combustível direto, ou seja, sem adição de água ou outro agente oxidante. No contexto das SOFCs, o etanol alia as vantagens dos combustíveis líquidos, com fácil armazenamento e distribuição, à variação de composição e contaminação com enxofre insignificantes. O anodo tradicional de SOFCs à base de Ni, o compósito cerâmica-metal de Ni e zircônia estabilizada com ítria (YSZ), tem excelente desempenho para a eletro-oxidação do hidrogênio. Entretanto, quando combustíveis contendo carbono são usados, a formação de coque na superfície das partículas de Ni degrada rapidamente o dispositivo. Tentativas de se desenvolver um anodo eficiente e durável para estes combustíveis estão em progresso, sem, no entanto, um material candidato com o desempenho para substituir o compósito Ni. A estratégia usada neste estudo é a separação das atividades catalíticas e eletroquímicas do anodo da SOFC em materiais otimizados para cada função. Essa estratégia permite desacoplar as reações catalíticas e eletroquímicas em diferentes partes do anodo, permitindo a escolha dos componentes mais apropriados. Basicamente, uma camada catalítica porosa é adicionada ao anodo tradicional. Dessa forma é possível aliar um catalisador adequado para o combustível desejado e manter o anodo tradicional, já bem conhecido e com excelente desempenho para o hidrogênio. O uso de camada catalítica já foi relatado para outros combustíveis, mas usualmente adicionando-se algum tipo de agente oxidante ao combustível, normalmente água. Neste ponto este estudo tem uma diferença crucial, pois tem sido demonstrado que a água formada no anodo, resultando da oxidação do hidrogênio, é suficiente para realizar a reação de reforma a vapor na camada catalítica. Foi estudado um catalisador à base de céria dopada com gadolínia (CGO) eficiente e estável para a reforma a vapor do etanol considerando-se as reações de fase gasosa do etanol nas temperaturas típicas de operação da SOFC. Testes iniciais de operação por longos períodos de tempo de SOFC's suportadas no eletrólito revelaram que o etanol pode ser usado como combustível com excelente estabilidade usando-se a camada catalítica anódica à base de CGO. É interessante destacar que as densidades de corrente obtidas com hidrogênio e etanol foram muito parecidas. Este resultado reforça a hipótese da reforma gradual interna, na qual a quantidade de água produzida no anodo é suficiente para a reação de reforma a vapor na camada catalítica, se um fator de utilização de combustível mínimo é mantido. Os resultados destes testes iniciais e sua evolução até os testes mais recentes em SOFC's suportadas no anodo, o "estado da arte" desta tecnologia, com elevado desempenho e operando por mais de 600 horas serão discutidos.

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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.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

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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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