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  • IPEN-DOC 15886

    SANTOS, P.B.; SILVA, S.C.; FARIA, R.N. ; TAKIISHI, H. . Efeito da adicao de surfactantes nas propriedades e microestrutura de pos magneticos a base de Pr-Fe-B obtidos via HDDR e moagem de alta energia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIENCIA DOS MATERIAIS, 19., 21-25 de novembro, 2010, Campos do Jordao, SP. Anais... 2010. p. 6252-6259.

    Palavras-Chave: crystallography; diffuse scattering; field emission; ion microscopy; nanostructures; scanning electron microscopy; structural chemical analysis; vibrating sample magnetometers; x radiation; x-ray diffraction

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  • IPEN-DOC 29433

    SOARES, E.P. ; CASINI, J.S.; LIMA, N.B. ; LEAL NETO, R.M. ; OLIVEIRA, F.B. ; FARIA, R.N. . Efeito do tratamento térmico nas propriedades microestruturais e eletroquímicas na liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Neste artigo, foi investigada detalhadamente as curvas de isotermas de PCT Sievert dinâmico e microestruturas liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5, no estado bruto de fusão e tratada termicamente a 750, 850 e 1000°C por 16 horas e resfriada dentro do forno. Os resultados de DR-X, utilizando o método refinamento de Rietveld mostraram que houve uma sequencia de alterações das fases presentes na microestrutura estrutura da liga, modificadas pelo efeito dos tratamentos térmicos aplicados em todas as amostras, foi identificada a estrutura hexagonal do tipo CaCu5. Tendo a microestrutura da liga no estado bruto de fusão as fases LaNi5, MgNi2 e LaMg2Ni9 presentes na estrutura. Após a liga ter sido tratada termicamente as fases foram modificadas foram identificadas pelo refinamento utilizando o método de Rietveld, com o aparecimento da fase Al6Mn e LaCo13 e o total desaparecimento da fase LaMg2Ni9 e diminuição da fase MgNi2 alterando as suas estruturas cristalinas para de romboédrica para ortorrômbica e hexagonal para cubica respectivamente, nos tratamentos térmicos de 750° e 850°C por 16 horas promoveram melhor capacidade de descarga nas propriedades eletroquímicas da liga. As analises de isotermas de PCT da liga no estado bruto de fusão é comparada após ser tratada termicamente, onde a relação hidrogênio liga H/M diminui, e também para uma diminuição da pressão de formação platô. Essas alterações promovidas pelos tratamentos térmicos influenciaram nos resultados obtidos no desempenho eletroquímico, mostrando que a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 tratada a 850°C por 16 horas obteve 420 mA.h que foi melhor capacidade máxima de descarga (Cmax.) e sua capacidade de estabilidade cíclica (Sn) se manteve em 90%.

    Palavras-Chave: alloys; electrochemistry; microstructure

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  • IPEN-DOC 23634

    CASINI, J.C.S.; SOARES, E.P. ; SILVA, F.M.; VIEIRA, L.S.; FARIA, R.N. ; TAKIISHI, H. . Effect of hydrogen decriptation pressure on particle size of rare earth based alloys for Ni-MH battery production. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIENCIA DOS MATERIAIS, 22., 06-10 de novembro, 2016, Natal, RN. Abstract... 2016. p. 5910.

    Abstract: The effect of hydrogen for decriptation of the rare earth alloys have been investigated. This paper reports the results of the hydrogenation and decrepitation of as-cast LaNi-based hydrogen storage alloys. The decrepitation for produced the negative electrode of Ni-MH battery has been applied using a combination of hydrogen pressure at room temperature. In a manufactory, the first step of preparation of this negative electrode is the milling decrepitation of huge quantity of lingot alloy. Using The hydrogen at room temperature may be choice for low-cost production of alloy powder for negative electrode for Ni-MH batteries. The effect of hydrogen pressure has been analysed raging from 2 bar to 10 bar of hydrogen pressure. Two alloys was used in this work, La0.7Pr0.3Al0.3Mn0.4Co0.5Ni3.8 and La0.7Pr0.3Al0.3Mn0.4Co0.5Ni3.8 alloys, both generally used in Ni-MH batteries. In general, both alloys could absorb hydrogen at 10 Bar of hydrogen at room temperature. The particial reduction of hydrogen pressure has been investigated in this work. The decrepitated materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and also by particle size analyser (CILAS).

    Palavras-Chave: hydrogenation; rare earths; transition elements; alloys; electric batteries; hydrogen; lanthanum alloys; nickel alloys; microanalysis

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  • IPEN-DOC 16553

    SANTOS, P.B.; SILVA, S.C.; FARIA, R.N. ; TAKIISHI, H. . Effect of variables the HDDR processing on magnetic properties and microstructured in permanent magnets based on Pr-Fe-B. Materials Science Forum, v. 660-661, p. 302-307, 2010.

    Palavras-Chave: hydrogenation; magnetic properties; microstructure; permanent magnets; praseodymium; iron; boron; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 25400

    FANTIN, L. ; YOSHIKAWA, D. ; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Effects of electrolyte substitution on the specific capacitance and equivalent series resistance of energy storage electrochemical supercapacitors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 657-657.

    Abstract: The microstructure, chemical composition, equivalent series resistance (ESR) and specific capacitance (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested at a potential window of 1.1 and 2.7 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (2- 70 mV/s). Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the galvanostatic cycling curves at several current densities (10-175 mA/g). A maximum specific capacity of 58 Fg-1 has been achieved with the organic electrolyte at a current density of 30 mA/g and a potential window of 2.7V. After this initial study, the organic electrolyte was removed from the electrodes by back pumping vacuum. Two new aqueous electrolytes have been substituted in the commercial electrodes for a comparison: Na2SO4 and KOH (1.0 mol/L). At a discharge density of 75 mA/g, the electrodes with KOH showed a maximum specific capacitance of 53 F/g whereas the Na2SO4 showed only 6 F/g. ESR of the electrodes with organic electrolyte and KOH were in the range of 20 ohms.cm^2 whereas with Na2SO4 of 14 ohms.cm^2. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure.

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  • IPEN-DOC 27405

    FANTIN, L.B. ; YOSHIKAWA, D.S. ; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Effects of electrolyte substitution on the specific capacitance and equivalent series resistance of energy storage electrochemical supercapacitors. Materials Science Forum, v. 1012, p. 131-135, 2020. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.131

    Abstract: The microstructure, chemical composition, equivalent series resistance (ESR) and specific capacitance (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested at a potential window of 1.1 and 2.7 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (2-70 mVs-1). Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the galvanostatic cycling curves at several current densities (10-175 mAg-1). A maximum specific capacity of 58 Fg-1 has been achieved with the organic electrolyte at a current density of 30 mAg-1 and a potential window of 2.7V. After this initial study, the organic electrolyte was removed from the electrodes by back pumping vacuum. Two new aqueous electrolytes have been substituted in the commercial electrodes for a comparison: Na2SO4 and KOH (1.0 mol.L-1). At a discharge density of 75 mAg-1, the electrodes with KOH showed a maximum specific capacitance of 53 Fg-1 whereas the Na2SO4 showed only 6 Fg-1. ESR of the electrodes with organic electrolyte and KOH were in the range of 20 Ωcm2 whereas with Na2SO4 of 14 Ωcm2. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure.

    Palavras-Chave: microstructure; capacitive energy storage equipment; electrochemistry; capacitance; equivalent circuits; energy storage; activated carbon; electrodes

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  • IPEN-DOC 24812

    ZARPELON, L.M.C. ; BANCZEK, E.P. ; MARTINEZ, L.G. ; LIMA, N.B. ; COSTA, I. ; FARIA, R.N. . Effects of magnesium content on structure and electrochemical properties of La-Mg-Pr-Al-Mn-Co-Ni hydrogen storage alloys. Advances in Materials Science and Engineering, n. 9284943, p. 2-11, 2018. DOI: 10.1155/2018/9284943

    Abstract: The discharge capacity, microstructures, and corrosion resistance of some as-cast alloys represented by the formula La0.7−xMgxPr0.3Al0.3Mn0.4Co0.5Ni3.8, where x = 0.0, 0.1, 0.3, 0.5, and 0.7, were investigated by SEM/EDX, XRD, and electrochemical measurements. The partial substitution of La by Mg refined the grain structure while the total substitution changed it from equiaxed to columnar. Three phases were detected: a major phase (M), a grey phase (G), and a dark phase (D). The compositions analyzed by EDX suggested that the M phase was close to a LaNi5 phase. With the increase of the Mg content, the analyses revealed a G phase with composition close to a RMg2Ni9 (R = La,Pr) and a D phase close to a MgNi2 phase. The XRD analysis and Rietveld refinement corroborated the EDX results. The corrosion resistance of the alloys was evaluated in 6.0 mol·L−1 KOH solution, and the results showed that the substitution of La by Mg was beneficial for this alloy property. Nevertheless, Mg addition was deleterious to the discharge capacity of the electrodes.

    Palavras-Chave: alloys; magnesium; corrosion resistance; hydrogen storage; electric discharges; chemical composition; lanthanum; battery chargers; nickel hydrides; metals

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  • IPEN-DOC 23589

    GONSALVES, T.C. ; SILVA, F.M.; VIEIRA, L.S.; CASINI, J.C.S.; FARIA, R.N. . Electrochemical characteristics and microstructure of activated carbon powder supercapacitors for energy storage. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIENCIA DOS MATERIAIS, 22., 06-10 de novembro, 2016, Natal, RN. Proceedings... 2016. p. 3832-3841.

    Abstract: In recent years, extensive investigations have concentrated on the study and improvement of supercapacitors electrode materials. The electric devices produced with these materials are used for stored energy over time periods ranging from seconds to several days. The main factor determining the energy storage time of a supercapacitor is its self-discharge rate. This property concerns to the gradual decrease in the electric potential that occurs when the supercapacitor terminals are left unconnected to either a charging circuit or an electric load. Self-discharge is attenuated with a decrease in room temperature and lifetime is enhanced. This paper addresses this aspect and reports the results of a work carried out on a systematic study with supercapacitors with nominal capacitance of 1.0 rated at a DC potential of 5.5 V and 10.0 F at 2,7 V. The specific capacitance, internal resistance and self-discharge of commercial activated carbon electrode supercapacitors have been investigated. Specific capacitances were measured in this study using cyclic voltammetry (CV). Specific capacitances of 44.4 and 66.7 Fg-1 were determined for distinct carbon electrodes supercapacitors. Self-discharge were carried out at room temperature and close to the freezing point. Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the discharge curve at room temperature. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM).

    Palavras-Chave: activated carbon; capacitance; capacitors; electric discharges; electrodes; energy storage; microstructure; powders; scanning electron microscopy; voltametry; x-ray sources

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  • IPEN-DOC 12586

    OLIVEIRA, M.C.L.; FARIA, R.N. ; COSTA, I. . Estudo da influencia da adição de Al e Cu na resistencia a corrosão da liga Pr-Fe-Co-B-Nb. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 17., 15-19 de novembro, 2006, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2006. p. 5698-5708.

    Palavras-Chave: permanent magnets; praseodymium additions; copper; aluminium; corrosion resistance; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25406

    GALEGO, E. ; SERNA, M.M. ; SILVA, P.M. ; BIGIO, J.C. ; FARIA, R.N. . Estudo de adsorção de Eosin Y por eletroforese em ZnO nanoestruturado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1118-1118.

    Abstract: Uma das etapas que requer maior tempo para produção de células sensibilizadas por corante é a adsorção do corante na nanoestrutura de ZnO impactando diretamente no custo de sua fabricação. Portanto, a minimização deste tempo sem perda da eficiência da célula é de vital importância para a implementação da fabricação em escala comercial. Este trabalho objetivou estudar a viabilidade do emprego da técnica de eletroforese para otimizar o tempo de adsorção do corante Eosin Y ou 2?,4?,5?,7?- Tetrabromofluorescein (C20H8Br4O5) no ZnO nanoestruturado crescido sobre lamina de vidro com superfície condutora (SnO) pelas técnicas SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction ) e CBD (Chemical Bath Deposition) . O corante Eosin Y foi dissolvido em água e etanol, soluções estas que apresentam o comportamento de um coloide onde a molécula de Eosin Y é carregada negativamente quando em água e positivamente quando em etanol. Na eletroforese foram estudados os parâmetros: concentração da solução, densidade de corrente e o tempo de eletroforese. Na célula da eletroforese utilizou-se como contra eletrodo uma chapa de alumínio. A quantidade de corante adsorvido foi avaliada por espectrometria UV/Visível (Cary 5000) após a dessorção em solução de NaOH. A utilização da água como solvente limitou a tensão para valores inferiores a tensão de eletrólise da água, uma vez que para tensões acima deste valor foi observada a geração de bolhas no catodo o que causou a esfoliação da nanoestrutura de ZnO. Com o aumento da concentração do corante observou-se um decréscimo da tensão indicando que a água ainda pode ser empregada como um solvente eficaz. Não foi observada a formação de bolhas com a utilização de etanol como solvente, porém a tensão foi maior empregando-se a mesma densidade de corrente nos dois solvente. A quantidade de corante adsorvida foi da ordem de 10-8 M/cm2 com duração de 15 minutos, valor compatível com a adsorção obtida utilizando o método tradicional da imersão de 4 horas. Observou-se que condições ótimas de concentração do corante na solução, densidade de corrente e tempo para adsorção do corante Eosin Y dependeu do solvente. Conclui-se que a eletroforese mostrou ser um método eficaz para a adsorção do corante reduzindo o tempo desta etapa em um dezesseis avos (1/16).

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  • IPEN-DOC 25402

    SERNA, M.M. ; GALEGO, E. ; SILVA, P.M. ; TATEI, T.Y. ; FARIA, R.N. . Estudo de supercapacitores para emprego em células solares sensibilizadas por corante. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 662-662.

    Abstract: Um dos problemas da geração de energia por células fotovoltaicas é o armazenamento para uso posterior. Neste sentido os supercapacitores se apresentam como uma solução viável ao problema. Estudos recentes mostram que o zinco é um candidato natural devido a sua alta densidade de energia que é da ordem de 650 A/g. As configurações utilizando supercapacitores planares ou em camada diretamente acoplados à célula solar sensibilizada por corante mostrou-se um caminho promissor de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi o estudo de supercapacitores de ZnO e ZnO/carvão ativado para armazenamento de energia gerada por células solares sensibilizadas por corante. Os métodos SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction), CBD (Chemical Bath Deposition) e hidrotermal foram utilizados para a obtenção de eletrodos nanoestruturados de ZnO planares e em camadas, respectivamente, usando como complexantes: ácido etileno diamíno tetra-acético (EDTA) , hexametiltetramina (HMT) e uréia. Para os capacitores planares as nanoestruturas obtidas foram impregnadas com MnO2, enquanto que para os tradicionais o eletrodo consistiu de uma mistura na razão de X:Y de ZnO/Carvão ativado, com X e Y em proporção (%) de massa de 10:90, 20:80 e 30:70. A voltametria cíclica foi o método empregado para a avaliação da performance dos eletrodos usando como eletrólito o NaSO4 a 1M. Os voltamogramas dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD sem impregnação de ZnO mostrou que o ZnO não pode ser considerado como um material apto para uso em supercapacitores. Com a adsorção de óxidos como o MnO2 ao ZnO nanoestruturado crescido no eletrodo leva a ocorrência de reações redox responsáveis pela pseudo-capacitância, processo pelo qual a energia é armazenada. O processo hidrotermal produziu partículas com aspecto semelhante ao SILAR/CBD para todos os complexantes estudados. A razão ZnO/carvão ativado que apresentou melhores resultados foi na proporção de 30:70. No caso dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD o melhor resultado foi obtido utilizando o HMT como complexante, o qual produziu um filme de nanorods com menor orientação e quantidade de ZnO. Portanto, a utilização de ZnO para produção de pseudo-capacitores a serem empregados em células solares sensibilizadas por corante mostrou-se como uma opção viável de baixo custo.

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  • IPEN-DOC 27381

    PERIGO, E.A.; FARIA, R.N. . Experimental assessment of coercivity microstructural parameters of a Nd-Fe-B sintered magnet. IEEE Magnetics Letters, v. 11, 2020. DOI: 10.1109/LMAG.2020.3029745

    Abstract: We examined the microstructural parameter α in order to investigate the influence of its components on the intrinsic coercivity of an isotropic Nd-Fe-B sintered magnet. By applying boundary conditions for the assessment of grain (mis)alignment αψ and exchange coupling αexc and combining with magnetic measurements and structural characterization results obtained by magnetic small angle neutron scattering, the parameter αK—associated with the reduction of the magnetocrystalline field—plays a major role on the reduction of coercivity of the case study. Approaches in determining〈αK〉are also discussed.

    Palavras-Chave: magnetic materials; magnetic properties; microstructure; coercive force; defects; magnets; neodymium alloys; boron alloys; iron alloys; sintered materials

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  • IPEN-DOC 29427

    SILVA, L.S.; CASINI, J.C.; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Fast aging spectroscopy impedance analyses of carbon electrodes supercapacitors with organic electrolyte at 3.8V and 100°C. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Carbon-based electrochemical supercapacitors are tight to a rigidly specification of maximum operating potential and temperature (label nominal ratings). Due the high conductivity, common electrolytes in these cells are tetraethylammonium tetrafluoroborate salt (NEt4BF4) in acetonitrile (ACN) or propylene carbonate (PC). Nevertheless, these highly volatile liquids are very sensitive to exciding nominal specifications of potential and temperature. The supercapacitor damage is caused by electrolyte decomposition at higher potentials and cell expansion with elevated temperature. Electrolyte decomposition products are very active and are most prone to react to the carbon electrode. This further causes aging of the electrochemical supercapacitor. In this investigation, the equivalent series resistances (ESR) of activated carbon-based electrodes of supercapacitors produced with organic electrolyte have been investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Commercial supercapacitors have been submitted to a maximum potential of 3.8 V during cyclic voltammetry tests. Internal series resistances of the supercapacitors were measured using EIS at room temperature and at 100°C. Even with short period of time during cyclic voltammetry tests, the internal resistance increase substantially with operating temperature and also with a potential above the nominal ratings (2.75V). It has also been shown that the specific capacitance decreased in these extreme conditions causing fast aging even on short time interval.

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  • IPEN-DOC 23028

    FERREIRA, E.A. ; BARBOSA, L.P. ; FARIA, R.N. . Heat treatment and microstructural studies of LaNi-Type battery electrode alloys. Materials Science Forum, v. 899, p. 366-370, 2017. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.899.366

    Abstract: The effects of annealing on the microstructures and electrochemical characteristics of a La0.7Mg0.3Al0.3Mn0.4Co0.5Ni3.8 hydrogen storage alloy have been studied. The heat treatment by vacuum annealing was carried out at 700 oC, 800 oC, 900 oC and 1000 oC. The microstructure and phase composition of the alloy have been investigated using inductively coupled plasma - atomic emission spectrometry (ICP-AES), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and X-ray diffraction analysis (XRD). The battery anode was prepared using a mixture of the pulverized alloy with carbon black and polytetrafluoroethylene as a binder.

    Palavras-Chave: microstructure; electrochemistry; lanthanum hydrides; magnesium hydrides; nickel hydrides; aluminium base alloys; cobalt base alloys; hydrogen storage

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  • IPEN-DOC 15884

    GALDINO, G.S.; CASINI, J.C.S.; FERREIRA, E.A.; FARIA, R.N. ; TAKIISHI, H. . Hydrogen storage and microstructure investigations of La0.7-xMg0.3PrxAl0.3Mn0.4Co0.5Ni3.8 ALLOYS. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIENCIA DOS MATERIAIS, 19., 21-25 de novembro, 2010, Campos do Jordao, SP. Anais... 2010. p. 6182-6189.

    Palavras-Chave: hydrogen storage; microstructure; praseodymium; hydrides; electric batteries; electrodes; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 25403

    SILVA, D.V. ; GALDINO, G.S. ; BARBOSA, L.P.; CASINI, J.S.; FARIA, R.N. . Influence o separator thickness on the performance of electric double layer supercapacitors in aqueous electrolyte. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 664-664.

    Abstract: The effects of the separator thickness (?) upon the equivalent series and resistances (ESR) and specific capacitances (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated using commercially available porous filter paper (?=150 ?m, pores size=7.5 ?m, 80 gm-2). Commercial activated carbon electrodes immersed in 1molL- 1 KOH electrolyte (25oC) have been employed in this study. The specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (5, 10, 15 and 30 mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic charge discharge curves also at room temperature. A maximum of 28 separators (?=4200 ?m) have been employed in this investigation. It has been shown that the ESR increases substantially with separator thickness (from 3.1 to 7.9 ?cm2). The specific capacitance decreased somewhat with increasing separator thickness and scan rates (from 64 to 52 Fg-1; at 5 mVs-1). The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous microstructure.

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  • IPEN-DOC 29386

    BELINELI BARBOSA, I.A. ; MARCUZZO, J.S.; FARIA, R.N. . Influence of aqueous and glycerol-based electrolytes on the performance of activated carbon fiber-felt electrodes for supercapacitors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Due to the rising demand for energy consumption and the development of new energy sources, energy storage devices are needed for balancing energy supply and demand. Among the different types of energy storage systems, electrochemical supercapacitors have received great attention owing to their advantages of long cycle life, high power density, fast charge-discharge rates, and safe operation. This work addresses these storage devices and has been divided into two parts, namely: (1) Production and characterization of activated carbon fiber-felt electrodes from textile PAN fiber and (2) Electrochemical characterization of electrodes in aqueous and glycerol-based KOH electrolytes. In the former, the manufacturing method of activated carbon fiber-felt electrodes has been provided. Pre-oxidized textile PAN-fiber felt underwent four main processes: (a) Drying at 125°C, (b) Overoxidation at 250°C, (c) Carbonization under an inert atmosphere at 900°C, and (d) Physical activation under an oxidizing atmosphere at 1000°C. Surface morphology, porosity measurement, and other physical and chemical properties of the electrodes have also been investigated. Results showed activated carbon fiber-felt electrodes with high BET surface area (>1500 m^2/g) containing mostly micropores (modal distribution at 1.2nm). In the latter, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), and galvanostatic chargedischarge (GCD) techniques were conducted to evaluate the electrochemical characteristics and performance of electrodes. Experiments were carried out in a symmetric two-electrode configuration cell (Swagelok-type) in aqueous and glycerol-based KOH electrolytes. Results showed that the glycerol-based KOH electrolyte enhanced the specific capacitance (>120 F/g) and widened the potential window (2.1 V) of the electrochemical supercapacitors (EDLC). The advantages and disadvantages of aqueous and glycerol-based electrolytes will be discussed.

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  • IPEN-DOC 29380

    SILVA, P.M. ; SERNA, M.M. ; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Influence of dye adsorption temperature and time on the performance of dye sensitized solar cells. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: One of the most critical steps of the dye sensitized solar cells (DSSC) manufacture is the dye adsorption, which directly affects the efficiency of the device, once the dye absorbs the sun light initiating the transfer process. The immersion of the semiconductor oxide on a dye solution is one of the ways to carry out the adsorption. Several parameters can influence the efficiency of this adsorption method. The aim of this work was the study of influence of the time between the preparation of the photoanode and dye adsorption and also the temperature of the photoanode before the immersion. The ZnO nanostructures were grown on a conductive glass substrate (SnO:F) using the Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) and Chemical Bath Deposition (CBD) methods with subsequent immersion in 0,5 mM N719 ethanolic dye solution for 12 h. The dye adsorption was evaluated immediately after the preparation of the nanostructures and also after several days (7-33). For comparison, some of the prepared photoanodes were kept in oven at 90 °C. In order to evaluate the temperature effect, the nanostructures were immersed in the dye at room temperature (~23 °C) and at 80 °C. After 12 h immersion, DSSCs were prepared using these photoanodes and the photovoltaic performance was investigated by current-voltage measurement. The best result has been obtained with the cell that was prepared using the immediately prepared photoanode at 80 °C, reaching an efficiency of 0.1947 %.

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  • IPEN-DOC 27407

    SILVA, D.V. ; GALDINO, G.S. ; BARBOSA, L.P. ; CASINI, J.C.S. ; FARIA, R.N. . Influence of separator thickness on the performance of electric double layer supercapacitors in aqueous electrolyte. Materials Science Forum, v. 1012, p. 109-113, 2020. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.109

    Abstract: The effects of the separator thickness (δ) upon the equivalent series resistances (ESR) and specific capacitances (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated using commercially available porous filter paper (δ=150 μm, pores size=7.5 μm, 80 gm-2). Commercial activated carbon electrodes immersed in 1molL-1 KOH electrolyte (25°C) have been employed in this study. The specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (5, 10, 15 and 30 mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic charge discharge curves also at room temperature. A maximum of 28 separators (δ=4200 μm) have been employed in this investigation. It has been shown that the ESR increases substantially with separator thickness (from 3.1 to 7.9 Ωcm2). The specific capacitance decreased somewhat with increasing separator thickness and scan rates (from 64 to 52 Fg-1; at 5 mVs-1). The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous microstructure.

    Palavras-Chave: capacitive energy storage equipment; capacitors; microstructure; equivalent circuits; energy storage; aqueous solutions; electrolytes; capacitance

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  • IPEN-DOC 27408

    SILVA, L.S.V.; MANSANI, G.L.; YOSHIKAWA, D.S. ; CASINI, J.C.S.; FARIA, R.N. . Influence of the electrolyte potential window on the electrical characteristics of supercapacitors operating elevated temperatures. Materials Science Forum, v. 1012, p. 147-152, 2020. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.147

    Abstract: The equivalent series resistances (ESR) and specific capacitances (Cs) of supercapacitors carbon electrodes have been investigated using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested using a potential window in the range of 2.7–3.8 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (30 and 100mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic curves at room temperature and above (25 and 50°C). The ESR increase to 9.8 Ω at 25° and 2.7V to 78.8 Ω at with operating temperature raise and also with overpotential. A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure. It has been shown that the specific capacitance decreased considerably with scan rate, current density, electrochemical potential window and working temperature.

    Palavras-Chave: capacitive energy storage equipment; electrochemistry; capacitance; equivalent circuits; energy storage; impedance; spectroscopy

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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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.

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.

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