Desenvolvimento de membranas não fluoradas a base de PBI para aplicação em células a combustível de etanol direto de alta temperatura

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dc.contributor.advisorElisabete Inacio Santiagopt_BR
dc.contributor.authorSILVA, RODRIGO P. dapt_BR
dc.coverageNacionalpt_BR
dc.date.accessioned2021-09-10T19:33:06Z
dc.date.available2021-09-10T19:33:06Z
dc.date.issued2021pt_BR
dc.description.abstractA maioria das células a combustível de membrana de troca protônica (PEMFC) utiliza o Nafion® como eletrólito. Como possui um mecanismo de condução de prótons dependente de moléculas de água, estas células têm uma temperatura de operação limitada até 80°C. O aumento da temperatura de operação de uma célula PEMFC é desejado devido à contribuição da temperatura na aceleração das reações eletroquímicas, que são processos termoativados. Neste contexto, as membranas PBI (polibenzimidazol) dopadas com ácido fosfórico têm sido consideradas um polímero base bastante promissor para eletrólitos sólidos operantes em alta temperatura, devido à combinação de condução de prótons satisfatória em condições de baixa umidade relativa e excelente estabilidade térmica. No entanto, membranas baseadas em PBI apresentam algumas desvantagens, tais como lixiviação do ácido (veículo condutor), diminuição de sua resistência mecânica, permeabilidade aos combustíveis utilizados em PEMFC operante em alta temperatura (HT-PEMFC), permitindo que uma parte migre do ânodo para o cátodo da célula (crossover) e diminuindo assim a eficiência e o desempenho global do dispositivo. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi o desenvolvimento e otimização de membranas compósitas a base de PBI e óxido de silício (SiO2), que além de atuar como reforço mecânico, pode contribuir na mitigação do crossover e, dessa forma, se apresentar como uma alternativa ao Nafion como eletrólito sólido em células a combustível de etanol direto de alta temperatura (HT-DEFC). Nesse sentido, membranas puras de PBI e compósitos PBI-SiO2 com diferentes frações de SiO2 (2,5%, 5%, e 10%) foram sintetizadas e caracterizadas por Raman, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância eletroquímica. Por fim, as membranas foram avaliadas em protótipos de HT-DEFC a 180°C após parametrização e otimização dos componentes dos conjuntos eletrodos-membranas (MEA). Ainda, eletrocatalisadores anódicos baseados em Pt/C, PtSn/C e PtRu/C foram estudados com o objetivo de avaliar o efeito da natureza do catalisador no desempenho de HT-DEFCs.pt_BR
dc.description.notasgeraisDissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)pt_BR
dc.description.notasteseIPEN/Dpt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)pt_BR
dc.description.sponsorshipIDFAPESP: 17/11937-4pt_BR
dc.description.teseinstituicaoInstituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SPpt_BR
dc.format.extent96pt_BR
dc.identifier.citationSILVA, RODRIGO P. da. <b>Desenvolvimento de membranas não fluoradas a base de PBI para aplicação em células a combustível de etanol direto de alta temperatura</b>. Orientador: Elisabete Inácio Santiago. 2021. 96 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: <a href="https://dx.doi.org/10.11606/D.85.2021.tde-18082021-145926">10.11606/D.85.2021.tde-18082021-145926</a>. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32248.
dc.identifier.doi10.11606/D.85.2021.tde-18082021-145926pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32248
dc.localSão Paulopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectelectrocatalysts
dc.subjectdirect ethanol fuel cells
dc.subjectproton exchange membrane fuel cells
dc.subjecthigh-temperature fuel cells
dc.subjectelectrodes
dc.subjectfuel assemblies
dc.subjectpbi
dc.subjectsilicon oxides
dc.subjectmechanical properties
dc.subjectoptimization
dc.subjectraman spectroscopy
dc.subjectelectric impedance
dc.subjectthermal gravimetric analysis
dc.titleDesenvolvimento de membranas não fluoradas a base de PBI para aplicação em células a combustível de etanol direto de alta temperaturapt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of non-fluorinated PBI-based membranes for application in high temperature direct ethanol fuel cellspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dspace.entity.typePublication
ipen.autorRODRIGO PIRES DA SILVA
ipen.codigoautor15023
ipen.contributor.ipenauthorRODRIGO PIRES DA SILVA
ipen.date.recebimento21-09
ipen.identifier.ipendoc28019pt_BR
ipen.meioeletronicohttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-18082021-145926/pt-br.phppt_BR
ipen.type.genreDissertação
relation.isAuthorOfPublication207f9c3a-f3d6-4e1b-816c-450fba01fa74
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery207f9c3a-f3d6-4e1b-816c-450fba01fa74
sigepi.autor.atividadeSILVA, RODRIGO P. da:15023:610:Spt_BR
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