RAFAEL NOGUEIRA BONIFÁCIO
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Resumo IPEN-doc 29978 Caracterização de materiais à base de grafeno sintetizados a partir de diferentes fontes de grafite2023 - CASTRO, LAURA F.; CRUZ, PEDRO V.D. da; BONIFACIO, RAFAEL N.; LAZAR, DOLORES R.R.Artigo IPEN-doc 29865 Graphene deposited on glass fiber using a non-thermal plasma system2023 - GOMES, PAULO V.R.; BONIFACIO, RAFAEL N.; SILVA, BARBARA P.G.; FERREIRA, JOAO C.; SOUZA, RODRIGO F.B. de; OTUBO, LARISSA; LAZAR, DOLORES R.R.; NETO, ALMIR O.This study reports a bottom-up approach for the conversion of cyclohexane into graphene nanoflakes, which were then deposited onto fiberglass using a non-thermal generator. The composite was characterized using transmission electron microscopy, which revealed the formation of stacked few-layer graphene with a partially disordered structure and a d-spacing of 0.358 nm between the layers. X-ray diffraction confirmed the observations from the TEM images. SEM images showed the agglomeration of carbonaceous material onto the fiberglass, which experienced some delamination due to the synthesis method. Raman spectroscopy indicated that the obtained graphene exhibited a predominance of defects in its structure. Additionally, atomic force microscopy (AFM) analyses revealed the formation of graphene layers with varying levels of porosity.Artigo IPEN-doc 20827 Comparative analysis between mass and volume of catalysts as a criterion to determine the optimal quantity of nafion ionomer in catalysts layers2015 - BONIFACIO, RAFAEL N.; OLIVEIRA NETO, ALMIR; LINARDI, MARCELOTese IPEN-doc 19872 Estudo e desenvolvimento de conjuntos membrana-eletrodos (MEA) para célula a combustível de eletrólito polimérico condutor de prótons (PEMFC) com eletrocatalisadores à base de paládio2013 - BONIFACIO, RAFAEL N.Sistemas de PEMFC são capazes de gerar energia elétrica com alta eficiência e baixa ou nenhuma emissão de poluentes, porém questões de custo e durabilidade impedem sua ampla comercialização. Nesse trabalho foi desenvolvido um MEA com eletrocatalisadores à base de paládio. Foram sintetizados e caracterizados eletrocatalisadores Pd/C, Pt/C e Ligas PdPt/C com diferentes razões entre metais e carbono. Foi realizado um estudo da razão entre ionômero de Nafion e eletrocatalisador para formação de triplas fases reacionais de máximos desempenhos, criado um modelo matemático para transpor esse ajuste para eletrocatalisadores com diferentes razões entre metal e suporte, considerando os aspectos volumétricos da camada catalisadora, e então realizado um estudo da espessura da camada catalisadora. Para as caracterizações foram utilizadas as técnicas de Difração de Raios-X, Microscopias Eletrônicas de Transmissão e de Varredura, Energia Dispersiva de Raios-X, Picnometria a Gás, Porosimetria por Intrusão de Mercúrio, Adsorção de Gás, segundo as equações de BET e BJH, Análise Termo Gravimétrica e feitas as determinações de diâmetros de partículas, de áreas de superfície específica e de parâmetros de rede. Todos os eletrocatalisadores foram usados no preparo de MEAs que foram avaliados em célula unitária de 5 cm2 entre 25 e 100 °C a 1 atm; e a melhor composição foi avaliada também a 3 atm. No estudo dos metais para as reações, visando reduzir a platina aplicada aos eletrodos, sem perdas de desempenho, foram selecionados Pd/C para ânodos e PdPt/C 1:1 para cátodos. A estrutura de MEA desenvolvida utilizou 0,25 mgPt.cm-2 e resultou em densidades de potência de até 550 mW.cm-2 e potências de até 2,2 kWe por grama de platina. A estimativa realizada mostrou que houve uma redução de até 64,5 % nos custos em relação à estrutura de MEA previamente conhecida. Em função da temperatura e pressão de operação foram obtidos valores a partir de R$ 3.540,73 para o preparo de MEAs para cada quilowatt instalado. Com base em estudos recentes, concluiu-se que o custo do MEA desenvolvido é compatível às aplicações estacionárias de PEMFC.Dissertação IPEN-doc 15346 Desenvolvimento de processo de produção de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo para células a combustível baseadas no uso de membrana polimérica condutora de protons (PEMFC) por impressão a tela2010 - BONIFACIO, RAFAEL N.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), que permitem o preparo de eletrodos para confecção de MEAs com a aplicação da massa exata de eletrocatalisador adequada para cátodos 0,6 miligramas de platina por centímetro quadrados (mgPt.cm-2) e ânodos 0,4 mgPt.cm-2 em apenas uma aplicação por eletrodo. A TPCC foi desenvolvida, produzida, aplicada e caracterizada, apresentando características semelhantes a de tintas de impressão a tela para outras aplicações. Os MEAs produzidos apresentaram desempenho de até 712 mA.cm-2 a 600 mV para MEAs de 25 cm2 e o custo para produção de MEAs de 247,86 cm2 capazes de gerar 1 kW de energia foi estimado em R$ 13.939,45, considerando custo de equipamentos, materiais e mão de obra.Artigo IPEN-doc 20117 Influence of the relative volumes between catalyst and nafion ionomer in the catalyst layer efficiency2014 - BONIFACIO, RAFAEL N.; OLIVEIRA NETO, ALMIR; LINARDI, MARCELOArtigo IPEN-doc 16416 Catalyst layer optimization by surface tension control during ink formulation of membrane electrode assemblies in proton exchange membrane fuel cell2011 - BONIFACIO, RAFAEL N.; PASCHOAL, JOSE O.A.; LINARDI, MARCELO; CUENCA, RICARDOArtigo IPEN-doc 17219 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 tela2011 - BONIFACIO, RAFAEL N.; LINARDI, MARCELO; CUENCA, RICARDOArtigo IPEN-doc 18815 Desenvolvimento de tecnologia para confecção de eletrodos e conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA) por impressão à tela para aplicação em modulos de potência de células PEMFC2012 - FERNANDES, VALERIA C.; CUNHA, EDGAR F. da; BONIFACIO, RAFAEL N.; DRESCH, MAURO A.; DOUBEK, GUSTAVO; SANTIAGO, ELISABETE I.; LINARDI, MARCELOArtigo IPEN-doc 17394 High performance carbon supported palladium catalyst in anodes of proton exchange membrane fuel cell2013 - BONIFACIO, RAFAEL N.; OLIVEIRA NETO, ALMIR; LINARDI, MARCELO