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Preparação, caracterização e aplicação de catalisadores trimetálicos para a oxidação de etanol em célula a combustível direta: Pt-Ru-Sn/C; Preparation, characterization, and application of trimetalic catalysts for direct ethanol fuel cells: Pt-Ru-Sn/C

Cunha, Émerson Maran da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 29/11/2007 PT
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98.5466%
Este trabalho teve o intuito de desenvolver um método para a preparação de nanocatalisadores de Platina modificada com Rutênio e Estanho suportados em Carbono para a eletrooxidação de etanol em célula à combustível direta. O método utilizado que consistiu na decomposição de precursores poliméricos. Diversos nanocatalisadores foram preparados, sempre variando-se a proporção entre Platina, Rutênio e Estanho, e a proporção Carbono/Metal foi mantida constante em 60/40%. Para a caracterização físico-química desses nanocatalisadores, foram utilizadas as técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDX), e os resultados mostraram que o tamanho de cristalito ficou próximo a 7 nm para os nanocatalisadores bimetálicos e 5,8 nm para os nanocatalisadores trimetálicos, a composição experimental ficou próxima da composição nominal, a distribuíção de partículas de metais sobre o Carbono foi bastante heterogênea. Para a caracterização eletroquímica dos nanocatalisadores, foram empregadas as técnicas de Voltametria Cíclica (VC) e Cronoamperometria, e após as Eletrólises, empregada a técnica de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). O produto majoritário encontrado foi o acetaldeído...

Caracterização de vidros niobofosfatos para aplicação em selagem em célula a combústivel de óxido sólido; Characterization of niobophosphate glasses for solid oxide fuel cell (SOFC) sealing

Rogério, Ademilson
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/03/2010 PT
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88.80908%
Células a combustível de óxido sólido são sistemas capazes de gerar energia elétrica por meio da oxidação de moléculas hidrogenadas. Normalmente os sistemas planares e tubulares, são compostos por quatro constituintes bem definidos: cátodo, ânodo, eletrólito e selante. Este último componente é o foco do presente estudo, sendo que suas principais características são estabilidade química na temperatura de operação da célula, isolamento elétrico e coeficiente de expansão térmica compatível com os outros constituintes, além da viscosidade elevada e resistência química em atmosferas oxidantes e redutoras. Devido à geometria planar e de multicamadas da célula se optou por usar como selante vidros niobofosfatos. A selagem foi realizada a partir de dispersão de pó de vidro em álcool etílico, gerando uma solução viscosa que foi aplicada sobre o substrato. Posteriormente realizou se um tratamento térmico para a consolidação do selamento. Os vidros estudados foram denominados de Nb30, Nb37, Nb40 e Nb44, de acordo com o teor nominal de óxido de nióbio utilizado na composição. O objetivo desse trabalho foi caracterizar, a partir de precursores os selantes a base de vidros niobofosfatos para aplicar em células a combustível de óxido sólido do tipo planar. Foram feitos caracterizações dos pós dos vidros e de pastilhas cristalizadas para determinar os coeficientes de expansão térmica (CET)...

Desenvolvimento de processo de produção de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo para células a combustível baseadas no uso de membrana polimérica condutora de prótons (PEMFC) por impressão a tela; Development of a membrane electrode assembly production process for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) by sieve printing

Bonifacio, Rafael Nogueira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/03/2010 PT
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88.84342%
Energia é um recurso que historicamente apresenta tendência de crescimento de demanda. Projeções indicam que, para suprir as necessidades energéticas do futuro, será necessário um uso massivo do hidrogênio como combustível. O uso de sistemas de célula a combustível baseada no uso de membrana polimérica condutora de prótons (PEMFC) tem características que permitem sua aplicação para geração de energia elétrica em aplicações estacionárias, automotivas e portáteis. O uso de hidrogênio como combustível para PEMFC apresenta a vantagem de resultar em baixa emissão de poluentes quando comparado às dos combustíveis fósseis. Para que ocorram as reações em uma PEMFC é necessária a construção de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA), sendo o processo de produção de MEAs e os materiais utilizados, relevantes no custo final do kW instalado para geração de energia por sistemas de célula a combustível, o que é, atualmente, uma barreira tecnológica e financeira para a aplicação em grande escala desta tecnologia. Nesse trabalho foi desenvolvido um processo de produção de MEAs por impressão a tela que apresenta alta reprodutibilidade, rapidez e baixo custo. Foram desenvolvidos o processo de impressão a tela e a composição de uma tinta precursora da camada catalisadora (TPCC)...

Desenvolvimento de catalisadores de Pt-Co/C para a reação de redução de oxigênio em células a combustível de membrana de troca protônica; Development of Pt-Co/C electrocatalysts for the oxygen reduction reaction in the proton exchange membrane fuel cells

Salgado, José Ricardo Cezar
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 25/02/2005 PT
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88.84006%
A pesquisa e desenvolvimento de novos materiais catalisadores para as reações eletródicas em células a combustível de membrana trocadora de prótons são de grande importância para a viabilização destes sistemas como geradores de energia. Neste trabalho foram preparados catalisadores de Pt-Co suportados em carbono (Pt-Co/C) por diferentes métodos e são apresentados os resultados da caracterização física por diferentes técnicas. Os resultados da avaliação da atividade eletrocatalítica para a reação de redução de oxigênio (RRO) em ácido sulfúrico, na ausência e presença de metanol e a avaliação do desempenho destes materiais em células a combustível unitárias alimentadas com H2 e/ou metanol (no ânodo) e O2 (no cátodo) são também apresentados. Em linhas gerais, observou-se que os catalisadores de Pt-Co/C apresentaram maior atividade catalítica para a RRO quando comparados ao catalisador Pt/C sendo o método de impregnação o melhor método de preparação dentre os investigados. O catalisador Pt75Co25/C, preparado pela deposição do Co sobre Pt/C seguido pelo tratamento à alta temperatura, apresentou o melhor desempenho para a RRO devido à provável formação de uma liga que apresenta menor tamanho de partícula e menor distância interatômica Pt-Pt que o Pt/C. Adicionalmente...

Desenvolvimento e demonstração de funcionamento de um sistema híbrido de geração de energia elétrica, com tecnologia nacional composto por um módulo de células a combustível tipo PEMFC e acumulador chumbo ácido; Hybrid system development and operation for an electric power generation with the brazilian technology composed of a PEMFC fuel cell stack and lead acid battery

Senna, Roque Machado de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/06/2012 PT
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88.77759%
Este trabalho apresenta a contribuição obtida no desenvolvimento de um Gerador de Eletricidade Híbrido (HYBRIDGEN), com tecnologia nacional, focado nos sistemas de terceira geração de energia elétrica híbrido, composto por um módulo de células a combustível tipo PEMFC, associado a um acumulador chumbo ácido. Mostra-se também a sua capacidade de operar em modo contínuo, carga com demanda variável e fator de carga inferior a 50%. Foram abordados quatro temas principais. O primeiro refere-se a um estudo para a melhoria da eficácia na conversão de energia em corrente contínua (cc), ao regular o potencial de saída do conversor cc-cc. A energia é proveniente do módulo de célula a combustível de 1 kWe, equipado com sistema térmico de refrigeração e sistema de alimentação de gases, aqui denominados MCC1. Para tal, foi construído o modelo matemático do sistema conversor de corrente contínua (sistema conversor cc-cc), com solução suportada em equações diferenciais algébricas, ensaios no MCC1, bem como em simulação computacional no programa MATLAB7®. O segundo tema refere-se ao desenvolvimento do projeto e montagem do protótipo do HYBRIDGEN devido à inexistência no mercado brasileiro de um equipamento com as características necessárias tanto para a pesquisa...

Hidrodinâmica do escoamento nos canais catódicos de uma célula a combustível de membrana polimérica condutora de prótons; Hydrodynamics flow channels in the cathode of a proton exchange membrane fuel cell

Skoda, Sandro
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/08/2014 PT
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99.23477%
Este trabalho tem por objetivo estudar as regiões dos canais catódicos de uma célula a combustível de membrana polimérica condutora de prótons PEM unitária, em que há acúmulo de água e os padrões de escoamento desta água nos canais, bem como as condições de operação em que isto ocorre. Esta água acumulada nos canais catódicos tem duas origens distintas, a saber: 1. água produzida na reação de redução do oxigênio no sítio catalítico do cátodo, 2. água de condensação formada a partir do vapor de água proveniente do umidificador de oxigênio. O arranjo experimental desenvolvido permitiu a perfeita visualização dos fenômenos; a saber: iniciando-se com gotículas que emergem da camada de difusão gasosa do cátodo, passando estas gotículas a se aglutinarem por um processo de coalescimento aumentando de tamanho até formarem um filme nas paredes dos canais. Em continuidade a este processo há um adensamento do filme com a formação de bolsões (slugs) de água líquida que ocupam a área de passagem do oxigênio nos canais. O bloqueio da passagem do oxigênio pelo bolsão de água líquida no canal impede que o oxigênio alcance os sítios catalíticos da camada catalítica do cátodo onde ocorre a reação de redução do oxigênio...

Estudo sobre o uso de células a combustível movida a hidrogênio solar em residências; Study about the use of fuel cell powered solar hydrogen in homes

Pinto, Carolina Ferreira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/10/2014 PT
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89.05821%
Devido a crescente demanda de energia elétrica este trabalho tem como objetivo a elaboração de um projeto bioclimático de uma edificação para o estudo sobre o uso de célula a combustível movida a hidrogênio solar, como forma de energia alternativa. O fornecimento de energia elétrica é feito apor meio de um sistema proveniente de painéis fotovoltaicos fornecendo energia para a produção de hidrogênio através da eletrólise da água para gerar energia elétrica com uma célula a combustível. A metodologia utilizada foi projetar uma casa típica da região do interior de São Paulo, para posteriormente dimensionar um sistema hidrogênio solar adequado para essa casa modelo. Foi feita a análise do clima local para posteriormente aplicar estratégias da arquitetura bioclimática. Os dados sobre o dimensionamento do sistema tais quais, número de painéis solares, número e volume dos tanques de hidrogênio necessários, potência e tamanho físico da célula a combustível foram fornecidos pela empresa UNITECH de fabricação de célula a combustível. Um modelo foi simulado utilizando uma planilha eletrônica; nele foram introduzidas as principais características e eficiências dos equipamentos que compõem o sistema...

Instabilidades cinéticas em células a combustível - oscilações de potencial em PEMFC com ânodo de Pd-Pt/C ou Pd/C e em DMFC; Kinetic instabilities in fuel cells - potential oscillations in PEMFC with Pd-Pt/C or Pd/C anode and in DMFC

Nogueira, Jéssica Alves
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 12/02/2015 PT
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88.97047%
Essa dissertação dedica-se ao estudo de instabilidades cinéticas em células a combustível de membrana trocadora de prótons (PEMFC, do inglês proton exchange membrane fuel cell). As PEMFC apresentam baixíssima perda por polarização quando operadas com H2. Contudo, quando o processo de produção de H2 se dá por reforma catalítica de hidrocarbonetos, CO está presente em níveis inaceitáveis para PEMFC equipada com ânodo de Pt/C. Dentre as propostas para superar esse problema, ligas bimetálicas de Pt têm se mostrado uma alternativa promissora para tornar a célula mais tolerante à CO. Além disso, é plausível que um comportamento dinâmico surja nesse tipo de sistema eletroquímico, devido à interação de fatores como transferência de massa, corrente, potencial do eletrodo e a presença de um veneno catalítico, nesse sistema o CO, que pode ser uma impureza do H2 ou um intermediário de reação (em células a combustível alimentadas diretamente com metanol, ácido fórmico ou etanol). Uma das motivações em se estudar tais instabilidades cinéticas é que uma célula a combustível operando em regime oscilatório pode resultar em um desempenho superior, uma vez que a limpeza auto-organizada da superfície previne que o ânodo seja completamente envenenado por CO. Nesse contexto...

Estudo dos parâmetros operacionais de uma célula a combustível de glicerol direto utilizando uma membrana de polibencimidazol impregnada com ácido fosfórico (PBI/H3PO4) ou 1-hexil-3-metilimidazol trifluorometanosulfo; Study of the operating parameters of a direct glycerol fuel cell using a polibenzimidazole membrane impregnated with phosphoric acid (PBI/H3PO4) or 1-hexyl-3-methylimidaolium trifluoromethanesulfonate (PBI/HMI-Tf)

Barrientos, Wilner Valenzuela
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/07/2015 PT
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88.96459%
Com o aumento da população mundial, o desenvolvimento de novas fontes e conversores de energia tornou-se uma necessidade. As células a combustível mostram-se como uma alternativa viável devido principalmente a duas razões, sua alta eficiência e a utilização de combustíveis renováveis. No presente trabalho se estuda a influência da temperatura de operação e o conteúdo de álcali no combustível sobre a densidade de potencia para uma célula a combustível de glicerol direto. Como combustível foi utilizado uma solução de glicerol:KOH (1M:xM, x=0, 1, 3, 5), como membranas foram utilizados filmes de polibencimidazol impregnado com ácido fosfórico (PBI/H3PO4, relação molar 1:11) ou 1-hexil-3-metilimidazol trifluorometanosulfonato (PBI/HMI-Tf relação molar 1:1.5), e finalmente, nano partículas de Pt suportadas em carbono (60% w/w) como catalizador no ânodo e no cátodo. Em geral, o incremento da temperatura e conteúdo de álcali no combustível mostra um efeito favorável na densidade de potencia do sistema. Numa célula a combustível unitária de glicerol direto utilizando membranas de PBI/ H3PO4 e PBI/HMI-Tf foram obtidas densidades de potencia de 0.54mW.cm-2 a 175°C e 0.599mW.cm-2 a 130°C, respectivamente...

Síntese de catalisadores à base de paládio para aplicação em célula à combustível alcalina de etanol direto (DEFC)

Elshekh, Ahmed Mohamed Ali Ahmed
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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89.06081%
Durante as últimas décadas, as células a combustível de etanol direto (DEFC’s) têm despertado o interesse de pesquisadores, e em pouco tempo terão a atenção do setor industrial. Como elas podem gerar energia elétrica a partir de etanol líquido, espera-se combinar as vantagens de células a combustível de membrana trocadora de prótons (PEMFCs) e células a combustível de metanol direto (DMFCs). As vantagens do uso de etanol como combustível são: 1) Etanol é líquido e pode ser transportado e armazenado facilmente, 2) Pode ser produzido a partir dos produtos de agricultura e biomassa, 3) Tem alta densidade de energia pelo volume e peso, 4) Não é tóxico como metanol e 5) Tem baixa taxa de crossover na aplicação na célula a combustível. Entretanto, um grande problema de etanol e DEFC é a cinética bem lenta da oxidação do etanol (EOR) ainda que, cada molécula libere 12 elétrons após a oxidação completa, a quebra da ligação C-C é difícil. Para resolver este problema de cinética lenta de reação, há duas soluções, que são 1) aumentar a temperatura de operação e 2) usar de catalisadores que forneçam caminhos mais favoráveis da reação pela diminuição de energia de ativação dos reagentes. A segunda solução é a preferida para maximizar o uso e a aplicação das DEFCs. Incialmente...

O impacto da energia eletrica proveniente do reformador de etanol e celula a combustivel : cenario para a promoção do desenvolvimento socioambiental da comunidade "Pico do Amor"/MT; The impact of power supplied by the ethanol reformer and fuel cell : a scenary for promotion of the social and environmental development of the community of "Pico do Amor"/ MT

Davi Gabriel Lopes
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/07/2009 PT
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88.90469%
O planejamento energético de comunidades isoladas tem tradicionalmente buscado atender apenas a demanda de energia elétrica residencial. No entanto, levando em consideração a baixa renda familiar, característica dessa população, acredita-se que a energia elétrica deveria ser direcionada para outro fim específico: a execução de atividades produtivas visando promover o desenvolvimento socioeconômico da comunidade. Alguns projetos de P&D têm buscado esse objetivo, como é o caso do projeto "Geração de Energia Elétrica a partir da Reforma de Etanol e Célula a Combustível no Sistema Isolado de Mato Grosso", desenvolvido pela UNICAMP, UFMT e ELETRONORTE, no qual foi realizada a instalação de um sistema de geração composto de reformador de etanol-célula a combustível na comunidade "Pico do Amor"/MT. Assim, este trabalho tem como objetivo analisar o impacto do custo dessa energia elétrica na renda familiar considerando o desenvolvimento de duas atividades produtivas selecionadas pela própria comunidade: a produção e comercialização de farinha de mandioca e rapadura. Para tanto, foi analisada a demanda de energia da comunidade; estimados o custo da energia elétrica proveniente do sistema a ser implantado e a receita com a venda da farinha de mandioca e rapadura a serem produzidas com essa eletricidade; e realizada a análise de sensibilidade do preço do etanol no custo da energia elétrica...

Membranas de PVA e sílica para aplicação em célula a combustível de alimentação direta de álcool

Aguiar,Liz Contino Vianna de; Gomes,Ailton de Souza; Ramos Filho,Florêncio Gomes de
Fonte: Associação Brasileira de Polímeros Publicador: Associação Brasileira de Polímeros
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/12/2014 PT
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98.54247%
Membranas de PVA/sílica foram sintetizadas através do processo sol-gel em condições ácidas. Tetraetilortossilicato (TEOS) foi utilizado como precursor em concentrações de 5 a 30% em dois grupos distintos. Um grupo foi utilizado como controle contendo apenas PVA/TEOS. A inserção dos grupamentos necessários para a condutividade ocorreu através da introdução de 12% em massa de heteropoliácido fosfotúngstico hidratado (HPW) em relação à massa de TEOS, formando o segundo grupo. As avaliações quanto ao grau de inchamento, permeabilidade ao etanol e condutividade protônica demonstraram que a membrana contendo 30% em massa de TEOS apresenta os melhores resultados entre as membranas produzidas. Os melhores resultados foram 0,28 mS/cm de condutividade protônica e fluxo de 1,5 kg/m².h de solução de etanol. Nessas condições, considera-se a reticulação das membranas de PVA/SiO2 com o precursor TEOS uma boa alternativa para a reticulação de membranas de PVA visto que as membranas mostraram-se mais seletivas ao fluxo de solução de etanol. Entretanto, para aplicação como eletrólito de célula a combustível, ainda é necessário investigar outras formas de aumentar a condutividade sem prejudicar a estabilidade dimensional.

Preparação e avaliação de célula a combustível do tipo PaCOS unitária com ânodo a base de níquel e cobalto

Silva,Marcos Aurélio da; Alencar,Marcelo Gonçalves F. de; Fiúza,Raigenis P.; Boaventura,Jaime S.
Fonte: Rede Latino-Americana de Materiais Publicador: Rede Latino-Americana de Materiais
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2007 PT
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88.98962%
Uma célula a combustível do tipo PACOS unitária foi preparada e avaliada na geração de energia elétrica, utilizando metano ou hidrogênio como combustível. O ânodo da célula foi sintetizado a partir do eletro-catalisador desenvolvido e testado nesse trabalho (CATAC). O CATAC foi preparado pela mistura mecânica da zircônia estabilizada com ítria (YSZ) com os precursores metálicos (nitrato de níquel e cobalto, em sua forma hexahidratado), adicionando-se 25% de ácido cítrico à massa total da mistura e por fim calcinado a 800°C por quatro horas em ar. O catalisador foi caracterizado por fluorescência de raios X (XRF) e espectroscopia foto-eletrônica de raios X (XPS), a qual não indicou interação eletrônica entre o cobalto e níquel; o teor metálico do CATAC foi de aproximadamente 35% em massa. O CATAC foi testado para a geração de hidrogênio a partir da reforma a vapor do metano, mostrando boa produtividade de hidrogênio a partir de 600ºC. A estrutura do ânodo/eletrólito/cátodo foi preparada por prensagem de uma camada de CATAC misturado com grafite, uma camada de YSZ puro, e uma camada de óxido misto de lantânio, estrôncio e manganês (LSM) e grafite. O conjunto foi então prensado e sinterizado a 1380°C por quatro horas. Nas superfícies do ânodo e cátodo foram fixadas telas de platina...

Catodo para célula a combustível de óxido sólido: síntese e caracterização de manganito de lantânio dopado com estrôncio

Chiba,R.; Vargas,R.A.; Andreoli,M.; Seo,E.S.M.
Fonte: Rede Latino-Americana de Materiais Publicador: Rede Latino-Americana de Materiais
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2007 PT
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98.56475%
As células a combustível (CaC) destacam-se como geradoras de energia distribuída, nas quais são dispositivos eletroquímicos de baixo impacto ambiental, que são basicamente alimentadas pelo combustível hidrogênio e pelo oxidante oxigênio, tendo como principais produtos, a eletricidade e a água. Estes dispositivos vêm sendo considerados como uma opção real para a geração de energia elétrica distribuída de maioria dos países, devido à possibilidade de construção modular, baixo nível de ruídos, produção simultânea de energia elétrica e térmica, baixa restrição quanto à localização e elevada eficiência de conversão, dependendo do tipo de CaC. As aplicações da CaC em demonstrações significativas têm atestado a viabilidade em unidades estacionárias, móveis e portáteis. Neste contexto, o manganito de lantânio dopado com estrôncio (La1-xSr xMnO3), é um material cerâmico de grande importância, devido principalmente ao seu uso como catodo em células a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cells - SOFCs). Nos últimos anos, o grande interesse dos pesquisadores em relação a este material se deve principalmente às suas características tais como: boa estabilidade química e térmica...

Análise de sensibilidade de 2ª ordem numa célula a combustível tipo PEM

Uchikawa, Rodrigo
Fonte: Universidade Federal de Pernambuco Publicador: Universidade Federal de Pernambuco
Tipo: Outros
PT_BR
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98.9002%
No atual estágio de desenvolvimento em que a humanidade se encontra, a demanda por energia elétrica cresce drasticamente a cada ano. Entretanto, a provável escassez da matriz energética de base fóssil, associada aos danos ecológicos ocasionados pela sua prospecção e utilização, tem despertado o interesse por novas formas alternativas e renováveis de energia. Neste contexto, o hidrogênio, elemento químico mais abundante no planeta, desponta como provável combustível do futuro. E, as células a combustível, dispositivos capazes de converter energia química proveniente do hidrogênio diretamente em energia elétrica, cada vez mais tem chamado a atenção dos pesquisadores. Assim, neste trabalho, foi proposta uma análise de alguns dos parâmetros operacionais do modelo de uma célula a combustível de membrana de troca protônica, desenvolvida por Amphlett et al., a saber: a capacitância C , a corrente fornecida pela célula iFC e os parâmetros semi-empíricos 1 e 4 definidos como funções da energia livre de Gibbs G, constante de Faraday ℱ e do outros parâmetros empiricamente determinados. A análise foi efetuada por meio dos Métodos Perturbativos Diferenciais de 1ª e 2ª ordem. Os resultados obtidos foram então comparados com valores calculados diretamente da expressão do funcional resposta previamente escolhido...

Incerteza da eficiência de uma célula a combustível com o estabelecimento da instrumentação adequada para a sua medição

Oliveira, Sérgio Pinheiro de; Trota Filho, Jorge; Couto, Paulo Roberto Guimarães; Rocha, Adriana da Cunha
Fonte: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia Publicador: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia
Tipo: Trabalho apresentado em evento / Paper
POR
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98.84242%
7 p. : il.; O presente trabalho apresenta e compara os resultados da estimativa de incerteza de medição da eficiência energética de uma célula a combustível unitária e da potência elétrica total de um empilhamento de células a combustível, ambas do tipo PEM, pelos métodos Clássico e Kragten, previstos no ISO GUM 95 “Guia para a Expressão da Incerteza de Medição”, e pelo método de Monte Carlo, que consta no Suplemento 1 do ISO GUM 95. Para a eficiência energética, os métodos Clássico e Kragten apresentaram os mesmos valores de incerteza de medição, de 0,00029, ao passo que o método de Monte Carlo forneceu 0,00021. A diferença entre estes dois valores (0,8x10-5) foi maior que a tolerância estipulada pelo critério δ do Suplemento 1 (0,5x10-5). Este fato não invalidou os resultados do ISO GUM 95 porque neste trabalho foi enfocado o aspecto conservador para o valor da incerteza. Em relação ao cálculo da incerteza da potência elétrica total do empilhamento de células a combustível, observou-se que a fonte de incerteza que apresenta a maior contribuição (92,8% no caso apresentado neste trabalho) é aquela referente à classe de exatidão do multímetro utilizado no processo de medição. Adicionalmente ao estudo comparativo de métodos para cálculo da incerteza de medição...

Sinterização de Ce1-XEuXO2-(X/2) para aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de temperaturas intermediárias

Souza, Ana Karolina Bezerra de
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais; Processamento de Materiais a partir do Pó; Polímeros e Compósitos; Processamento de Materiais a part Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais; Processamento de Materiais a partir do Pó; Polímeros e Compósitos; Processamento de Materiais a part
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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98.47075%
Given the environmental concern over global warming that occurs mainly by emission of CO2 from the combustion of petroleum, coal and natural gas research focused on alternative and clean energy generation has been intensified. Among these, the highlight the solid oxide fuel cell intermediate temperature (IT-SOFC). For application as electrolyte of the devices doped based CeO2 with rare earth ions (TR+ 3) have been quite promising because they have good ionic conductivity and operate at relatively low temperatures (500-800 ° C). In this work, studied the Ce1-xEuxO2-δ (x = 0,1, 0,2 and 0,3), solid solutions synthesized by the polymeric precursor method to be used as solid electrolyte. It was also studied the processing steps of these powders (milling, compaction and two step sintering) in order to obtain dense sintered pellets with reduced grain size and homogeneous microstructure. For this, the powders were characterized by thermal analysis, X-ray diffraction, particle size distribution and scanning electrons microscopy, since the sintered samples were characterized by dilatometry, scanning electrons microscopy, density and grain size measurements. By x-ray diffraction, it was verified the formation of the solid solution for all compositions. Crystallites in the nanometric scale were found for both sintering routes but the two step sintering presented significant reduction in the average grain size; Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; Diante da preocupação ambiental com o aquecimento global que ocorre principalmente pelas emissões de CO2 resultante da queima de combustíveis derivados do petróleo...

Síntese citrato-hidrotermal e caracterização eletroquímica de LSCF para aplicação como catodo em célula a combustível de temperatura intermediária

Pereira, Laurênia Martins
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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98.68074%
The lanthanum strontium cobalt iron oxide (La1-xSrxCo1-yFeyO3 LSCF) is the most commonly used material for application as cathode in Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs), mainly due to their high mixed ionic electronic conductivity between 600 and 800ºC. In this study, LSCF powders with different compositions were synthesized via a combination between citrate and hydrothermal methods. As-prepared powders were calcined from 700 to 900°C and then characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermal analyses, particle size analyses, nitrogen adsorption (BET) and scanning electronic microscopy. Films of composition La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3 (LSCF6428), powders calcined at 900°C, were screen-printed on gadolinium doped ceria (CGO) substrates and sintered between 1150 and 1200°C. The effects of level of sintering on the microstructure and electrochemical performance of electrodes were evaluated by scanning electronic microscopy and impedance spectroscopy. Area specific resistance (ASR) exhibited strong relation with the microstructure of the electrodes. The best electrochemical performance (0.18 ohm.cm2 at 800°C) was obtained for the cathode sintered at 1200°C for 2 h. The electrochemical activity can be further improved through surface activation by impregnation with PrOx...

Conversor CC-CC elevador de tensão Full-Bridge para aplicações em célula a combustível

Faria, Julliano Henrique Santos de
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
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Este trabalho apresenta o estudo e implementação de um sistema de condicionamento de energia de Células a Combustível de baixa potência, visando a alimentação do elo CC de sistemas inversores conectados à rede. São analisadas as condições de geração da célula a combustível e aquelas impostas pela aplicação, as quais devem ser contempladas na operação do conversor e ainda apresentadas algumas justificativas para a opção pelo conversor Full-Bridge. São apresentados os detalhes de projeto do conversor, incluindo os aspectos da planta e do respectivo controle em malha fechada, o qual é implementado de forma digital utilizando como plataforma um processador digital de sinais em ponto fixo. Visando a análise de desempenho do conversor projetado, são apresentados resultados de simulação e experimentais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT; This paper presents the study and implementation of a power conditioning system Fuel Cells low power in order to supply the DC link inverter systems connected to the network. We analyze the conditions for generation of fuel cell and those imposed by the application, which must be addressed in the operation of the converter and also presented some justifications for choosing the Full-Bridge Converter. The details of the converter design...

Estudo e desenvolvimento de um sistema de energia baseado em célula a combustível para injeção de potência na rede elétrica

Avelar, Henrique José
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Tese de Doutorado
POR
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Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de uma fonte alternativa de energia, composta basicamente de uma célula a combustível, como órgão primário de geração, um conversor elevador full-bridge e um inversor monofásico PWM senoidal. Esta fonte pode operar de forma isolada, alimentando cargas locais, ou conectada à rede elétrica. É proposto um modelo elétrico para a célula a combustível, o qual considera as variações de temperatura em função da corrente em seus terminais. Este modelo foi desenvolvido a partir de ensaios em uma célula a combustível de 1,2kW, utilizando a identificação pelo método de mínimos quadrados com a aplicação de sinais binários pseudo-aleatórios e ferramentas de otimização. Também é apresentado um modelo por espaço de estados do estágio inversor-rede, que utiliza o controle via curvas características – potência ativa versus frequência (P×ω) e potência reativa versus tensão (Q×V), com realimentação adicional da variação de potência ativa na fase do inversor, o qual permite análise da dinâmica e estabilidade do sistema inversor conectado à rede elétrica. Resultados experimentais e de simulação são apresentados para a validação dos modelos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT; This work presents the study and development of an alternative source of energy...