Navegação Teses por assunto "ethanol"

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  • IPEN-DOC 01104

    RODRIGUES, CLAUDIO . Contribuicao ao estudo dos movimentos atomicos no metanol atraves do espalhamento de neutrons lentos. 1970. Tese (Doutoramento) - Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP/SP, Sao Paulo. 103 p. Orientador: Marcello Damy de Souza Santos.

    Palavras-Chave: atoms; measuring methods; methanol; angular distribution; butanols; coherent scattering; differential cross sections; elastic scattering; ethanol; inelastic scattering; monochromators; neutron diffraction; propanols; pulsed neutron techniques; thermal neutrons; time-of-flight spectrometers; total cross sections

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  • IPEN-DOC 16336

    ISIDORO, ROBERTA A. . Desempenho de membranas hibridas Nafion-TiO, e eletrocatalisadores de PtSn/C em celulas a combustivel do tipo PEM alimentadas com etanol e com Hsub(2)/CO em alta temperatura / Performance of Nafion-TiO2 hybrid membrane and PtSn/C electrocatalysts in PEMFC fed with ethanol and H2/CO at high temperature . 2010. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 108 p. Orientador: Elisabete Inacio Santiago. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-29082011-160200

    Abstract: Este trabalho teve como objetivo sintetizar eletrólitos híbridos de Nafion-TiO2 e eletrocatalisadores de PtSn/C para a aplicação em células a combustível de oxidação direta de etanol (DEFC) em alta temperatura (130oC). Para tanto, partículas de TiO2 foram incorporadas in-situ em membranas comerciais de Nafion via processo sol-gel. Os materiais resultantes foram caracterizados por análise gravimétrica, absorção de água, DSC, DRX e EDX. Eletrocatalisadores baseados em platina-estanho dispersos em carbono (PtSn/C), de diferentes composições, foram produzidos pelo método de redução por álcool e utilizados como eletrodos anódicos. Os eletrocatalisadores foram caracterizados por DRX, EDX, XPS e MET. A avaliação eletroquímica dos eletrocatalisadores foi realizada por voltametria cíclica, varredura linear anódica de monóxido de carbono (stripping de CO) e cronoamperometria. Ânodos de PtSn/C e cátodos de Pt/C comercial foram dispostos juntamente com os híbridos Nafion-TiO2 para a formação do conjuntos membrana-eletrodos. A avaliação final dos materiais foi realizada por meios de curvas de polarização em células unitárias alimentadas com misturas padrão H2/CO ou etanol no ânodo e com oxigênio no cátodo no intervalo de temperatura de 80 a 130oC. As análises demonstraram que o uso de membranas híbridas diminuiu o crossover de combustível, melhorando o desempenho da célula e que o eletrocatalisador PtSn/C 70:30, produzido pelo método de redução por álcool, foi o que demonstrou melhor desempenho para oxidação de etanol.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; membranes; hybridization; ethanol; titanium oxides; carbon monoxide; electrocatalysts; platinum; tin; carbon; fuel cells; oxidation; electrochemistry

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  • IPEN-DOC 21196

    RIBEIRO, VILMARIA A. . Estudo da preparação de eletrocatalisadores Pt-Sn/C por meio da deposição superficial de Pt sobre Sn/C utilizando diferentes metodologias para aplicação na oxidação eletroquímica do etanol / Study of the preparation of Pt-Sn//C electrocatalysts through deposition of Pt on the surface of Sn/C for ethanol electrooxidation . 2015. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 114 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinace. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2015.tde-21102015-154446

    Abstract: Foram preparados eletrocatalisadores Pt-Sn/C a partir da deposição de Pt sobre Sn/C por diferentes metodologias. Os suportes Sn/C foram preparados pela redução com boroidreto de sódio (BH) e pelo método da redução por álcool (MRA). A deposição da Pt foi efetuada pelo processo de troca galvânica e utilizando agentes redutores pelos métodos BH e MRA. Os materiais obtidos foram caracterizados por energia dispersiva de raios X (EDX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), energia dispersiva de raios X de varredura linear (EDX- line scan), voltametria cíclica (VC) e stripping de CO e testados na oxidação eletroquímica do etanol. O difratograma de raios X do Sn/C preparado pelo método BH mostrou a presença da fase Sn metálico, enquanto que, o Sn/C preparado pelo método MRA levou a formação da fase SnO2. Apesar de o material obtido por deposição espontânea apresentar-se mais ativo que o suporte Sn(BH)/C, sua atividade foi inferior ao do catalisador comercial PtSn/C BASF. Os materiais obtidos apresentaram-se mais ativos que o catalisador comercial. A deposição da Pt pelo método BH sobre o suporte Sn(BH)/C levaram a catalisadores com desempenhos inferiores ao catalisador comercial, isto devido a deposição da Pt ocorrer preferencialmente sobre as nanopartículas de Sn metálico, tornando a superfície do catalisador rica em Pt. Os estudos realizados por microscopia eletrônica de transmissão EDX scan-line mostraram que este material apresentou a distribuição mais homogênea dos sítios de Pt e Sn na superfície do catalisador. Assim, nas condições estudadas, a deposição de Pt na superfície do Sn/C, apesar de alguns casos, os materiais obtidos apresentarem melhor atividade que o catalisador PtSn/C comercial, estes apresentaram-se menos ativos que os materiais preparados em uma única etapa por co-redução.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; tin; carbon; reduction; sodium; boron hydrides; ethanol; oxidation; fuel cells; x-ray diffraction; transmission electron microscopy

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  • IPEN-DOC 20739

    CORDEIRO, GUILHERME L. . Estudo de síntese de catalisadores de níquel suportados em alumina-lantânia para aplicação na produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor do etanol / Synthesis study of alumina-lanthana supported nickel catalysts for hydrogen production by ethanol steam reforming . 2015. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 110 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. DOI: 10.11606/D.85.2015.tde-23032015-143913

    Abstract: O uso do hidrogênio, como vetor energético, representa uma opção promissora a fim de se reduzir a dependência dos combustíveis fósseis e controlar a emissão de poluentes na atmosfera. Atualmente, uma das rotas mais propícias para produção de hidrogênio envolve a reação de reforma a vapor de álcoois utilizando-se catalisadores de níquel suportados em alumina. O níquel é amplamente utilizado em catálise devido ao baixo custo e à elevada atividade para ruptura da ligação C-C. A alumina, por sua vez, promove maior dispersão do metal ativo devido aos valores elevados de área superficial das estruturas cristalinas de transição, sobretudo da fase gama, característica esta diretamente relacionada às condições de síntese. A incorporação de lantânia, como aditivo, tem sido considerada por moderar a acidez da superfície do suporte e minimizar a deposição de carbono no catalisador durante a reação de reforma. Tendo em vista que a atividade dos catalisadores na reação de reforma é função das características físicas e químicas desses materiais, avaliou-se, no presente trabalho, a rota de síntese por coprecipitação de hidróxidos em associação ao uso de surfactante e tratamento solvotérmico. A rota de mistura de pós de óxido de níquel com alumina, ambos preparados por precipitação individual, foi adotada para comparação dos resultados obtidos por coprecipitação. Nas condições otimizadas do processo, estudou-se o efeito da adição de óxido de lantânio nas propriedades dos materiais sintetizados. Verificou-se que o método de coprecipitação permitiu a obtenção de óxidos mistos com elevada área superficial (na faixa de 170 a 260 m2g-1), ao passo que a mistura de óxidos conduziu à formação de pós constituídos por fases distintas de alumina e óxido de níquel, com menor área superficial (na faixa de 60 a 180 m2.g-1). Após avaliação do comportamento de redução do óxido de níquel contido nesses materiais, as propriedades dos pós obtidos foram correlacionadas com o desempenho na produção de hidrogênio pela reforma do etanol. De acordo com os resultados, o catalisador preparado por coprecipitação apresentou menor atividade na produção de hidrogênio, comparativamente aos materiais obtidos por coprecipitação em associação com tratamento solvotérmico e mistura de óxidos. Em contraste, verificou-se uma menor quantidade de carbono acumulado sobre o catalisador preparado por coprecipitação, indicativo da elevada estabilidade catalítica deste material durante a reação de reforma.

    Palavras-Chave: catalysts; nickel; aluminium oxides; lanthanum oxides; synthesis; powders; coprecipitation; milling; reformer processes; ethanol; hydrogen; fuel cells

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  • IPEN-DOC 19206

    ALVIM, DEBORA S.. Estudo dos principais precursores de ozônio na região metropolitana de São Paulo / Study of major precursors ozone in the metropolitan area of São Paulo . 2013. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 161 p. Orientador: Luciana Vanni Gatti. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-08112013-102012

    Abstract: O ozônio (O3) é um dos poluentes que representa grande preocupação em termos de qualidade do ar na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). No ano de 2012 foram observados 98 dias de ultrapassagens do padrão horário da qualidade do ar para este poluente na RMSP. A exposição aos poluentes atmosféricos como O3 e outros está associada ao prejuízo da saúde respiratória. O enfoque deste estudo é determinar os principais Compostos Orgânicos Voláteis (COV) precursores de O3 para auxiliar no controle deste poluente. Neste trabalho foram realizadas 78 amostragens durante a semana de hidrocarbonetos no ano de 2006 e 66 amostragens de hidrocarbonetos, 62 de aldeídos e 42 de etanol durante o ano de 2011/2012, 7:00 h às 9:00 h, na estação CETESB IPEN/USP. Medidas de COV também foram realizadas no ano de 2006 e 2008, na Estação CETESB Cerqueira César. Adicionalmente, foram efetuados testes de emissões veiculares durante o ano de 2009 de 5 veículos a diesel, 3 a etanol, 2 a gasolina C e 1 motocicleta. O modelo de trajetórias OZIPR foi utilizado para determinar os principais precursores de O3. Durante o ano de 2011/2012, na Estação CETESB IPEN/USP, a classe de aldeídos representou 35,3% dos COV analisados em concentração na atmosfera, seguido pelo etanol 22,6%, compostos aromáticos 15,7%, alcanos 13,5%, cetonas 6,8%, alcenos 6,0% e alcadienos < 0,1%. Considerando a concentração dos compostos e sua reatividade, as simulações executadas com o modelo OZIPR mostraram que o acetaldeído contribuiu com 61,2% da formação do O3 na atmosfera da RMSP no ano de 2011/2012. Dos COV analisados, a classe dos aldeídos contribui com 74% da produção de O3, aromáticos 14,5%, alcenos 10,2%, alcanos 1,3% e alcadienos (isopreno) 0,03%. O estudo de emissão veicular mostrou que 39% dos aldeídos foram provenientes de veículos a etanol, 28% a diesel, 26% a gasolina C e 7% de motocicletas. As emissões dos COV por veículos a gasolina contribuíram com 44% da formação de O3, a diesel 22%, a etanol 19% e motocicletas 15%.

    Palavras-Chave: environmental impacts; performance testing; hydrocarbons; quality control; emission spectra; ozone; air pollution; organic compounds; volatile matter; vehicles; diesel fuels; ethanol; gasoline; urban areas; brazil

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  • IPEN-DOC 24682

    PEREIRA, CONRADO de V. . Oxidação do etanol por eletrocatalisador a base de platina e estanho (PtSn/C-ITO) preparados pelo método de redução por borohidreto de sódio / Ethanol oxidation using platinum and tin as electrocatalyst (PtSn/C-ITO) prepared by sodium reduction borohydride method . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-10052018-162127

    Abstract: Os eletrocatalisadores de PtSn/C-ITO foram preparados pelo método de redução via borohidreto de sódio com uma carga metálica de 20% em massa suportados em carbono Vulcan XC72 e óxidos de estanho e índio (ITO) nas seguintes composições; 50:50, 70:30 e 90:10. Os eletrocatalisadores foram submetidos a análises de caracterização por difração de raios-x (DRX), microscopia de transmissão eletrônica (MET), espectroscopia de energia dispersiva de raios x (EDX) e análises eletroquímicas pelas técnicas de voltametria cíclica e de amperometria para os estudos da oxidação eletroquímica em etanol. Nas técnicas eletroquímicas foi utilizado o eletrodo de camada fina porosa onde os eletrocatalisadores foram testados tanto no meio ácido quanto no meio alcalino. Experimentos em célula unitária alimentadas diretamente por etanol foram testados simulando condições reais de operação. As análises eletroquímicas e de caracterização física em meio ácido permitiram comparar o desempenho e estabilidades dos eletrocatalisadores em estudo e também demonstraram os benefícios da adição do estanho e do ITO, tendo como destaque o eletrocatalisador de PtSn/C-ITO 70:30. Em meio alcalino o eletrocatalisador PtSn/C-ITO 50:50 demonstrou ter o melhor desempenho nas análises de voltametria cíclica e amperometria, entretanto, a mesma eficácia não ocorreu nos experimentos em célula unitária o que leva a crer que em meio alcalino o mecanismo de oxidação do etanol sob temperatura e outros parâmetros reais pertinentes à operação da célula precisam ser mudados e/ou estudados.

    Palavras-Chave: fuel cells; catalysts; electrocatalysts; borohydrides; sodium compounds; selective catalytic reduction; ethanol; oxidation; electrochemical cells; platinum; x-ray diffraction; electron microscopy; transmission electron microscopy

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  • IPEN-DOC 14463

    SILVA, DIONISIO F. da . Preparacao de eletrocatalisadores PtRu/C e PtSn/C utilizando feixe de eletrons para aplicacao como anodo na oxidacao direta de metanol e etanol em celulas a combustivel de baixa temperatura / Preparation of PtRu/C e PtSn/C eletrocatalysts using electron beam irradiation for direct methanol and ethanol fuel cell . 2009. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 181 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinace. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-23092011-155927

    Abstract: Foram preparados eletrocatalisadores PtRu/C e PtSn/C utilizando feixe de elétrons para a redução dos íons metálicos em solução. Neste procedimento submeteu-se ao feixe de elétrons, sob agitação, soluções de água/etileno glicol (EG) e água/2- propanol, ambas contendo íons dos metais precursores e o suporte de carbono. Foram variadas as razões volumétricas água/2-propanol e água/etileno glicol, a razão atômica entre os metais, o tempo de irradiação e a taxa de dose. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por análise de raios X por energia dispersiva (EDX), por difração de raios X (DRX), por voltametria cíclica (VC) e por espectroscopia Mössbauer. A atividade destes eletrocatalisadores na oxidação eletroquímica do metanol e do etanol foi avaliada por voltametria cíclica e cronoamperometria, utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa, e pelas curvas de polarização obtidas em células a combustível unitárias operando diretamente com metanol e etanol. Os eletrocatalisadores PtRu/C preparados no meio reacional água/etileno glicol(EG) apresentaram razões atômicas diferentes das razões atômicas nominais. Os resultados sugerem que parte dos íons Ru(III) presentes no meio reacional não foram reduzidos. Os materiais obtidos apresentaram a fase cúbica de face centrada (cfc) da Pt e suas ligas e tamanhos de cristalito na faixa de 2 a 3 nm. Os eletrocatalisadores PtRu/C preparados em água/2- propanol apresentaram razões atômicas Pt:Ru similares às razões nominais. Os materiais obtidos apresentaram as fases cfc da platina e suas ligas e tamanhos de cristalito entre 3 e 4 nm. Os eletrocatalisadores PtSn/C preparados no meio reacional água/EG e água/2-propanol apresentaram razões atômicas Pt:Sn similares às razões nominais. Os materiais obtidos apresentaram as fases cfc da platina com tamanho de cristalitos na faixa de 2 a 4 nm e SnO2 (cassiterita). Os estudos sobre a oxidação eletroquímica de metanol e etanol mostraram que foi possível obter materiais com atividades similares e/ou superiores às atividades dos eletrocatalisadores comerciais PtRu/C (E-TEK) e PtSn/C (BASF), tidos como referência na área.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; ruthenium; carbon; tin; electron beams; anodes; oxidation; methanol; ethanol; fuel cells

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  • IPEN-DOC 13942

    SANTORO, THAIS A. de B. . Preparacao e caracterizacao de eletrocatalisadores Pt-terras raras/C para celulas a combustivel do tipo PEMFC / Preparation and characterization of Pt-rare earth/C electrocatalysts for PEM fuel cells . 2009. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 125 p. Orientador: Christina A.L.G de O. Forbicini. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-05112009-151750

    Abstract: Os eletrocatalisadores Pt/C e Pt-Terras Raras/C (terras raras = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Lu) foram preparados (20% em massa e razão atômica Pt-TR de 50:50) pelo método de redução por álcool, usando H2PtCl6.6H2O (Aldrich) e Terras Raras Cl3.xH2O (Aldrich) como fonte de metais, etileno glicol como solvente e agente redutor e, o carbono Vulcan XC72, como suporte. Os catalisadores foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), análises de difração de raios X (DRX) e microscopia de transmissão eletrônica (TEM). As análises por EDX mostraram que as razões atômicas dos diferentes eletrocatalisadores Pt-TR/C preparados foram similares às composições nominais de partida. Em todos os difratogramas, observa-se um pico largo em aproximadamente 2 = 25o o qual foi associado ao suporte de carbono Vulcan XC72 e quatro outros picos de difração em aproximadamente 2 = 40o, 47o, 67o e 82o os quais são associados aos planos (111), (200), (220) e (311), respectivamente, da estrutura cúbica de face centrada (CFC) de platina e suas ligas. Para os eletrocatalisadores Pt-TR/C também foram observadas fases nos difratogramas de raios X referentes aos óxidos de terras raras. Foram preparados eletrocatalisadores Pt-La/C com diferentes razões atômicas. Micrografias de transmissão eletrônica apresentaram uma razoável distribuição das partículas de Pt no suporte de carbono com algumas aglomerações, o que está de acordo com os resultados de difração de raios X. O desempenho para a oxidação de CO, metanol e etanol foi investigada através de voltametria cíclica, cronoamperometria e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. A atividade eletrocatalítica dos eletrocatalisadores Pt-TR/C, em especial PtLa/C, foram maiores que do Pt/C. A investigação por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier para a oxidação de etanol com os eletrocatalisadores PtLa/C mostrou que o acetoaldeído e o ácido acético foram os principais produtos formados. O eletrocatalisador PtLa/C (30:70) apresentou melhores resultados para a reação de redução de oxigênio, oxidação de metanol e etanol, e a temperaturas superiores a 30°C para oxidação de monóxido de carbono.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; rare earths; electrocatalysts; x-ray spectroscopy; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; gaseous diffusion; temperature measurement; fourier transform spectrometers; infrared spectra; ethanol; methanol; carbon monoxide; oxygen

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  • IPEN-DOC 13892

    DIAS, RICARDO R. . Preparacao e caracterizacao de eletrocatalisadores PtRu, PtSn, PtRuRh e PtSnRh para oxidacao direta de alcoois em celulas a combustivel tipo PEM utilizando a metodologia da reducao por alcool / Preparation of PtSn/C, PtRu/C, PtRh/C, PtRuRh/C and PtSnRh/C electrocatalysts using an alcohol-reduction process for methanol and ethanol oxidation . 2009. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 61 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-08092009-172849

    Abstract: Os eletrocatalisadores PtRh/C, PtRu/C, PtSn/C, PtRuRh/C e PtSnRh/C (20% em massa de metais) foram preparados pelo método da redução por álcool usando H2PtCl6.6H2O (Aldrich), RhCl3.xH2O (Aldrich) e SnCl2.2H2O (Aldrich) como fonte de metais e o carbono Vulcan XC-72 como suporte. Os eletrocatalisadores foram caracterizados pelas técnicas de EDX, difração de raios X e voltametria cíclica. A eletro-oxidação do metanol e do etanol foram estudadas através das técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria e curvas de polarização obtidas em células a combustível unitárias alimentadas diretamente por metanol ou etanol. As análises por EDX mostraram que as razões atômicas dos diferentes eletrocatalisadores preparados pelo método da redução do álcool são bastante similares às composições nominais de partida. Em todos os difratogramas para os eletrocatalisadores preparados observa-se um pico largo em aproximadamente 2 = 25o o qual é associado ao suporte de carbono e quatro outros picos de difração em aproximadamente 2 = 40o, 47o, 67o e 82o os quais são associados aos planos (111), (200), (220) e (311), respectivamente, da estrutura cúbica de face centrada (CFC) de platina e ligas de platina. PtSn/C e PtSnRh/C além da estrutura cúbica de face centrada apresentaram também fases de óxidos de estanho em 2 = 34o. PtSn/C e PtSnRh/C apresentaram os melhores resultados para o etanol a temperatura ambiente, enquanto que para a eletro-oxidação do metanol os sistemas PtRu/C, PtSn/C e PtRuRh/C apresentaram os melhores resultados. Os testes em células a combustível para o etanol mostraram que o sistema PtSnRh/C foi mais ativo em relação ao sistema PtSn/C. No caso do metanol PtRuRh/C apresenta um desempenho ligeiramente superior ao sistema PtRu/C e PtSn/C.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; oxidation; ethanol; methanol

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  • IPEN-DOC 13104

    SILVA, ROBERTO W.R.V. da . Preparacao e caracterizacao de eletrocatalisadores PtRu/C e PtSn/C via reducao quimica por acido citrico para oxidacao direta de alcoois em celulas a combustivel tipo PEN / Preparation and characterization of PtRu/C and PtSn/C electrocatalysts using the citric acidic chemical reduction process for direct alcohol fuel cell (DAFC) . 2008. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 112 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2008.tde-02042012-134215

    Abstract: Neste trabalho, os sistemas de eletrocatalisadores platina-rutênio (PtRu/C) e platina-estanho (PtSn/C) suportados em carbono de alta área superficial XC72R (Cabot) foram preparados pela redução química de precursores metálicos em solução usando o ácido cítrico como agente redutor. Os eletrocatalisadores foram preparados em diferentes valores de pH, com o objetivo de obter as condições de sínteses mais otimizadas para cada um dos sistemas preparados. O método otimizado mostrou-se eficiente na redução e ancoragem de todos os metais presente em solução, sendo possível preparar tanto catalisadores com baixos teores de segundo metal (razão atômica entre Pt:M = 90:10) quanto catalisadores com altos teores de segundo metal (Pt:M = 50:50). Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. A atividade frente a eletro-oxidação de metanol e etanol foi avaliada através de voltametria cíclica e cronoamperometria em célula eletroquímica. Para os catalisadores com melhores desempenhos eletroquímicos foram realizados experimentos em célula a combustível unitária alimentada diretamente por metanol ou etanol. O desempenho dos eletrocatalisadores preparados foi comparado com o desempenho dos eletrocatalisadores comerciais Pt50Ru50/C e Pt75Sn25/C da linha HP (High Performance) fornecidos pela E-TEK, considerados como referência nos estudos frente a eletro-oxidação de alcoóis. Para eletro-oxidação do metanol foram obtidos eletrocatalisadores com desempenho comparável ao E-TEK e para eletro-oxidação de etanol foram obtidos eletrocalisadores com desempenho superior aos catalisadores E-TEK.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; ethanol; methanol; platinum; ruthenium; tin; fuel cells; citric acid; oxidation; energy conversion

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  • IPEN-DOC 15344

    BRANDALISE, MICHELE . Preparacao e caracterizacao de eletrocatalisadores PtRu/C, PtBi/C, PtRuBi/C para eletro-oxidacao direta de etanol em celulas a combustivel do tipo PEM utilizando a metodologia da reducao via borohidreto de sodio / Preparation and characterization of PtRu/C, PtBi/C, PtRuBi/C electrocatalysts for direct eletro-oxidation of ethanol in PEM fuel cells using the method of reduction by sodium borohydride . 2010. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 87 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-26092011-084205

    Abstract: Os eletrocatalisadores Pt/C, PtBi/C, PtRu/C e PtRuBi/C foram preparados a partir do método de redução via borohidreto de sódio e testados na oxidação eletroquímica de etanol. No método de redução via borohidreto, adiciona-se uma solução contendo hidróxido de sódio e borohidreto de sódio a uma mistura contendo água/2-propanol, precursores metálicos e o suporte de carbono Vulcan XC72. Neste trabalho também foi estudada a forma de adição da solução de borohidreto (adição gota a gota ou adição rápida). Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica. A eletro-oxidação do etanol foi estudada por voltametria cíclica e cronoamperometria utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. Os eletrocatalisadores obtidos foram avaliados em condições reais de operação em célula por meio de testes em células unitárias alimentadas diretamente por etanol. A dissolução de bismuto no eletrocatalisador PtRuBi/C foi avaliada pelas técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria e do eletrodo disco-anel. O eletrocatalisador PtRuBi/C aparentemente mostrou um bom desempenho para a eletro-oxidação do etanol, porém as evidencias experimentais indicam a dissolução do bismuto em meio ácido.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; bismuth; ruthenium; carbon; reduction; boron hydrides; sodium; oxidation; ethanol; proton exchange membrane fuel cells; x-ray diffraction; thermal gravimetric analysis; transmission electron microscopy; voltametry

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  • IPEN-DOC 18760

    AYOUB, JAMIL M.S. . Preparação de eletrocatalisadores PtSbsub(2)Osub(5).SnOsub(2) suportados em carbono e ATO pelo método da redução por álcool para oxidação eletroquímica do etanol / Preparation of catalysts PtSbsub(2)Osub(5).SnOsub(2)supported on carbon and ATO using the alcohol reduction method for electrochemical oxidation of ethanol . 2013. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 119 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-15042013-092732

    Abstract: Os eletrocatalisadores PtSn / C-ATO com Pt e Sn com diferentes relações atômicas (90:10, 70:30 e 50:50) foram preparados em uma única etapa pelo processo de redução por álcool usando H2PtCl6.6H2O e SnCl2.2H2O como fontes de metais e etileno glicol como solvente e agente redutor e de uma mistura física de carbono Vulcan XC72 (85% em peso) e ATO(Sb2O5.SnO2) (15% em peso) como o suporte (C-ATO). Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A atividade catalítica para oxidação eletroquímica do etanol em meio ácido foi investigada por voltametria cíclica e cronoamperometria em células unitárias de combustível de etanol direto (DEFC). As análises de DRX revelou que Pt (FCC), SnO2, carbono e fases ATO coexistem nos materiais obtidos. Os estudos eletroquímicos mostraram que os eletrocatalisadores PtSn / C-ATO são mais ativos para oxidação eletroquímica do etanol em comparação ao eletrocatalisador de PtSn / C . As experiências a 100 ° C em células a combustível unitárias (DEFC) mostrou que a densidade de potencia da célula usando PtSn / C-ATO (90:10) foi de aproximadamente 100% mais elevado do que o obtido utilizando PtSn / C (50:50). Os experimentos de infra vermelho FTIR in-situ indicaram que a adição de ATO no suporte para eletrocatalisadores PtSn / C favorece a formação do ácido acético como produto, enquanto para PtSn / C o acetaldeído foi o principal produto formado.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum oxides; tin oxides; carbon; alcohols; reduction; electrochemistry; oxidation; ethanol; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; direct ethanol fuel cells

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  • IPEN-DOC 18903

    CRISAFULLI, RUDY . Preparação de eletrocatalisadores PtSnCu/C e PtSn/C e ativação por processos de Dealloying para aplicação na oxidação eletroquímica do Etanol / Preparation of PtSnCu/C and PtSn/C electrocatalysts and activation by dealloying processes for ethanol electro-oxidation . 2013. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 145 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-03042013-091008

    Abstract: Foram preparados eletrocatalisadores PtSnCu/C (com diferentes razões atômicas Pt:Sn:Cu) e PtSn/C (50:50) com 20 % em massa de metais pelos métodos da redução por borohidreto (IRB) e redução por álcool (RA). Utilizou-se H2PtCl6.6H2O, SnCl2.2H2O e CuCl2.2H2O como fonte de metais, NaBH4 e etilenoglicol como agentes redutores, 2-propanol e etilenoglicol/água como solventes e carbono como suporte. Numa segunda etapa, estes eletrocatalisadores foram ativados pelos processos de dealloying químico (DQ), por tratamento com HNO3 e dealloying eletroquímico (DE), utilizando a técnica de eletrodo de camada fina porosa. Os materiais obtidos foram caracterizados por energia dispersiva de raios-X (EDX), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), energia dispersiva de raios-X de varredura linear (EDX-VL) e voltametria cíclica (VC). Estudos eletroquímicos para a oxidação eletroquímica do etanol foram realizados por voltametria cíclica, cronoamperometria e células unitárias (conjunto eletrodos/membrana). Os efluentes anódicos provenientes dos testes em células unitárias foram analisados por cromatografia a gás de alta eficiência (CG). Os difratogramas de raios-X dos eletrocatalisadores sintetizados mostraram a típica estrutura cúbica de face centrada (CFC) de liga de platina e após tratamento por dealloying, observou-se que a estrutura (CFC) foi preservada. O tamanho de cristalito dos eletrocatalisadores como preparados variou na ordem de 2 nm a 3 nm e, após processos de dealloying, não foram observadas variações de tamanho significativas. Análises por EDX dos eletrocatalisadores como preparados mostraram similaridade entra a razão atômica Pt:Sn e Pt:Sn:Cu obtida e a nominal. Após dealloying químico e eletroquímico, observou-se variação nas razões atômicas Pt:Sn e Pt:Sn:Cu, indicando a remoção parcial de Cu e Sn. Contudo, o processo de dealloying químico mostrou-se mais eficiente para a remoção de Cu e o dealloying eletroquímico para a remoção de Sn. As análises por EDX-VL mostraram que os processos de dealloying foram efetivos na remoção dos átomos mais superficiais de Cu e/ou Sn da estrutura CFC da Pt. Os resultados obtidos por cronoamperometria e voltametria cíclica mostraram que os eletrocatalisadores com teores de Pt maiores ou iguais a 30 %, após dealloying químico e eletroquímico apresentaram melhora significativa na atividade eletrocatalítica para a oxidação eletroquímica do etanol no potencial de interesse (0,5 V). Os eletrocatalisadores que apresentaram maior eficiência para oxidação eletroquímica do etanol foram PtSn/C (50:50) IRB/DE > PtSnCu/C (50:40:10) RA/DE > PtSnCu/C (50:10:40) IRB/DQ. Foram testados em células unitárias alimentadas diretamente com etanol os eletrocatalisadores PtSn/C (50:50) IRB/DQ, PtSnCu/C (50:10:40) IRB/DQ, PtSnCu/C (50:40:10) RA/DQ e os eletrocatalisadores comerciais Pt/C BASF e PtSn/C (75:25) BASF. Os eletrocatalisadores apresentaram a seguinte ordem de desempenho: PtSn/C (50:50) IRB/DQ > PtSnCu/C (50:40:10) RA/DQ > PtSn/C (75:25) BASF > PtSnCu/C (50:10:40) IRB/DQ > Pt/C BASF. Análises por cromatografia gasosa dos efluentes anódicos desses eletrocatalisadores mostraram formação de ácido acético e acetaldeído como produtos principais.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; platinum; tin; copper; carbon; electrochemistry; borohydrides; alcohols; reduction; oxidation; ethanol; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; fuel cells; dissolution

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  • IPEN-DOC 11129

    BERGAMASCHI, VANDERLEI S. . Preparação e caracterização de catalisadores de metais de transição suportados em zircônia. Uso na reforma a vapor do etanol para obtenção de hidrogênio. 2005. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. 169 p. Orientador: Claudio Rodrigues.

    Palavras-Chave: catalysts; transition elements; hydrogen production; ethanol; reformer processes; fuel cells; zirconium oxides; aluminium oxides; yttrium oxides; chromatography; hydrolysis

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  • IPEN-DOC 18251

    BRANDALISE, MICHELE . Preparação e caracterização de eletrocatalisadores a base de paládio para oxidação eletroquímica de álcoois em meio alcalino / Preparation and characterization of electrocatalysts based on palladium for electro-oxidation of alcohols in alkaline medium . 2012. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 116 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-24082012-161747

    Abstract: Neste trabalho foram produzidos eletrocatalisadores Pd/C, Au/C, PdAu/C, PdAuPt/C, PdAuBi/C e PdAuIr/C a partir do método de redução por borohidreto para oxidação eletroquímica de metanol, etanol e etilenoglicol. No método de redução por borohidreto, adiciona-se de uma só vez uma solução alcalina contendo borohidreto de sódio a uma mistura contendo água/2-propanol, precursores metálicos e o suporte de carbono Vulcan XC72. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica. A oxidação eletroquímica do metanol, etanol e etilenoglicol foi estudada por cronoamperometria utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. O estudo do mecanismo de oxidação eletroquímica do etanol foi estudado por meio da técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) in situ. Os melhores eletrocatalisadores foram testados em células alcalinas unitárias alimentadas diretamente por metanol, etanol e etilenoglicol. Estudos preliminares mostraram que a composição atômica adequada para preparar catalisadores ternários é igual a 50:45:05. De acordo com os experimentos eletroquímicos em meio básico, o eletrocatalisador PdAuPt/C (50:45:05) apresentou a maior atividade para oxidação eletroquímica de metanol, enquanto que, nas mesmas condições, o PdAuIr/C foi mais ativo para oxidação do etanol e o PdAuBi/C mais ativo para a oxidação do etilenoglicol. Estes resultados indicam que a adição de ouro na composição dos eletrocatalisadores contribui para uma maior atividade catalítica dos mesmos. Os resultados de FTIR mostraram que o mecanismo da oxidação do etanol se processa de modo indireto, ou seja, a ligação CC não é rompida, formando acetato.

    Palavras-Chave: electrochemistry; electrocatalysts; ethanol; methanol; ethylene; sodium compounds; glycols; oxides; palladium; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; voltametry

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  • IPEN-DOC 17590

    RODRIGUES, RITA M. de S. . Preparação e caracterização de eletrocatalisadores PtSn/C-terras raras e PtRu/C-terras raras para a eletro-oxidação do etanol / Preparation and characterization of PtSn/C-rare earth and PtRu/C-rare earth using an alcohol reduction process for ethanol electro-oxidation . 2011. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 60 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-19122011-150314

    Abstract: Os eletrocatalisadores PtRu/C-terras raras e PtSn/C-terras raras (20% em massa) foram preparados pelo método da redução por álcool utilizando H2PtCl6.6H2O RuCl3·xH2O, SnCl2.2H2O como fonte de metais, 85 % Vulcan - 15 % de terras raras como suporte e, por último, etileno glicol como agente redutor. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados fisicamente por difração de raios-X (DRX), energia dispersiva de raios X (EDX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As análises por EDX mostraram que as razões atômicas dos diferentes eletrocatalisadores, preparados pelo método da redução por álcool, são similares às composições nominais de partida indicando que esta metodologia é promissora para a preparação destes eletrocatalisadores. Em todos os difratogramas para os eletrocatalisadores preparados observa-se um pico largo em aproximadamente 2&theta; = 25o, o qual é associado ao suporte de carbono e quatro outros picos de difração em aproximadamente 2&theta; = 40o, 47o, 67o e 82o, que por sua vez são associados aos planos (111), (200), (220) e (311), respectivamente, da estrutura cúbica de face centrada (CFC) de platina. Os resultados de difração de raios X também mostraram tamanhos médios de cristalitos entre 2,0 e 4,0 nm para PtSn e 2,0 a 3,0 para PtRu. Os estudos para a oxidação eletroquímica do etanol em meio ácido foram realizados utilizando a técnica de cronoamperometria em uma solução 0,5 mol.L-1 H2SO4, + 1,0 mol.L-1 de C2H5OH. As curvas de polarização obtidas na célula a combustível unitária, alimentada diretamente por etanol, estão de acordo com os resultados de voltametria e cronoamperometria constatando o efeito benéfico das terras raras na preparação dos eletrocatalisadores e atestando que os eletrocatalisadores de PtSn/C são mais efetivos que PtRu/C para a oxidação do etanol.

    Palavras-Chave: fuel cells; electrocatalysts; platinum; tin; rare earths; ruthenium; carbon; reduction; alcohols; glycols; electrochemistry; oxidation; ethanol; x-ray diffraction; transmission electron microscopy

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  • IPEN-DOC 29220

    PEREIRA, CONRADO de V. . Síntese e caracterização de eletrocatalizadores de PtSb/C pelo método de redução via borohidreto de sódio para oxidação direta de etanol e glicerol em meio alcalino / Synthesis and characterization of PtSb/C electrocatalysts by sodium borohydride reduction method for direct ethanol and glycerol oxidation in alkaline medium . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 107 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-09092022-152218

    Abstract: Foram preparados eletrocatalisadores de PtSb/C em diferentes proporções pelo método de redução via borohidreto de sódio com uma carga metálica de 20% em massa suportados em carbono Vulcan XC 72. Os eletrocatalisadores foram submetidos às análises de caracterização por difração de raios-x (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de energia dispersiva de raios x (EDX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia Raman (RS). Ensaios eletroquímicos pelas técnicas de voltametria cíclica e de cronoamperometria também foram realizados. Para as técnicas eletroquímicas foi utilizado o eletrodo de camada fina porosa, no qual os eletrocatalisadores foram testados em meio alcalino para os combustíveis etanol e glicerol. As análises eletroquímicas e de caracterização físico-química permitiram comparar o desempenho e a estabilidade dos eletrocatalisadores estudados e também demonstraram a eficácia da adição do antimônio e sua proporção ótima. Ensaios em célula unitária foram realizados simulando condições reais de operação. Composições nas razões de PtSb/C 90:10, 80:20 e 70:30 se destacaram para a oxidação do etanol. Para o glicerol, composições nas razões de PtSb/C 80:20 e 70:30 foram melhores. Na oxidação do glicerol destacou-se o o produto dihidroxiacetona (DHT) que possui alto valor agregado.

    Palavras-Chave: fuel cells; electrocatalysts; borohydrides; sodium compounds; glycerol; selective catalytic reduction; ethanol; oxidation; electrochemical cells; platinum; electrodes

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  • IPEN-DOC 25445

    CORDEIRO, GUILHERME L. . Síntese e processamento de óxido de grafeno reduzido: abordagens no desenvolvimento de eletrocatalisadores suportados para oxidação de etanol / Synthesis and processing of reduced graphene oxide: approaches in the development of supported electrocatalysts for ethanol oxidation . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 123 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-06062018-095154

    Abstract: A adoção de políticas de incentivo ao desenvolvimento de novas tecnologias de geração de energia tem sido consenso entre especialistas de gestão ambiental. Nesta perspectiva, sistemas de conversão como células a combustível de baixa temperatura de operação (60120 °C) constituem alternativas propícias para fornecimento de energia com emissão reduzida de poluentes. Em adição, o etanol representa uma opção atrativa como combustível devido às vantagens relacionadas à característica renovável e à consolidação da indústria de bioetanol em países como Brasil e Estados Unidos. Contudo, a oxidação do etanol resulta em perdas de eficiência por causa da dificuldade de clivagem da ligação carbono-carbono. Tradicionalmente, platina tem sido usada como catalisador em decorrência das elevadas energia de adsorção e densidade de corrente de troca. Entretanto, a melhora na cinética de reação requer maior utilização catalítica. Neste contexto, um processo de síntese de óxido de grafeno reduzido foi desenvolvido para estabilizar e suportar a fase metálica, aperfeiçoando a área eletroquimicamente ativa. Uma metodologia convencional de síntese química e processamento de óxido de grafeno, a partir de grafite, foi aprimorada visando à fabricação de materiais com características desejáveis aos processos eletrocatalíticos. As estratégias foram baseadas em princípios combinados para introdução controlada de defeitos, redução no estado de aglomeração com auxílio de funcionalização direcionada com surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e manufatura de dispersões com aumentada estabilidade coloidal. A nova nanoestrutura forneceu elevada densidade de sítios ativos, que incorreu em valores de corrente mássica aumentados em torno de 2,5 e 5,4 vezes frente à platina suportada em negro de fumo e grafeno aglomerado, respectivamente.

    Palavras-Chave: catalysts; platinum; fuel cells; selective catalytic reduction; ethanol; oxidation; electrochemical cells; graphene; carbon; nonmetals; synthesis; processing

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Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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Ano de publicação: 2015

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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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