VINICIUS ANDREA

Projetos de Pesquisa
Unidades Organizacionais
Cargo

Filtros

2012 - 20193
Limpar filtros

Configurações

Tipo de acesso: openAccess × Assunto: fuel cells ×

Resultados de Busca

Agora exibindo 1 - 3 de 3
  • Imagem de Miniatura
    Artigo IPEN-doc 25933
    A reliability-based strategy for the analysis of single proton exchange membrane fuel cells
    2019 - OLIVEIRA, PATRICIA da S.P. de; ANDREA, VINICIUS; SANTIAGO, ELISABETE I.; LOPES, THIAGO; ANDRADE, DELVONEI A. de; LINARDI, MARCELO
    The development of power conversion systems based on fuel cells has been demanding reliability studies since the requirements associated with cost and durability of these technological products have become fundamental to their acceptance by the energy market. The experimental part of the reliability study presented in this work consisted of performing life tests with single proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). The proposed reliability analysis methodology covered the application of qualitative and quantitative techniques. In the qualitative approach, a Failure Mode and Effect Analysis was developed in order to identify and evaluate all potential failures associated with the operation of fuel cells. In the quantitative approach, a statistical analysis was applied to the sample data generated in long-term steady-state tests of these devices. A two-parameter exponential distribution was fitted to data and the maximum likelihood estimate for the mean time to failure (MTTF) of the fuel cells was calculated. It is important to point out that the tests performed under the scope of this study were the first long-term experiments performed with the fuel cells produced in the laboratories of IPEN-CNEN/SP, Brazil. Although the results indicated that fuel cell performance and durability were still at a level below the targets normally established for similar commercial devices, the improvement of the main components of PEMFCs has been the objective of several projects developed at the institute. Thus, the main benefit brought by this study is the proposed methodology, which can be implemented as part of a reliability growth analysis of the fuel cells and can be integrated into the design process of these devices.
  • Nenhuma Miniatura disponível
    Tese IPEN-doc 24299
    Estudo comparativo de desempenho e durabilidade de células a combustível do tipo PEM
    2017 - ANDREA, VINICIUS
    O objetivo desse trabalho foi investigar as relações entre a durabilidade e as diversas configurações dos componentes de uma célula a combustível do tipo PEM por meio de Testes de Durabilidade de Longa Duração. Foram comparados três tipos de geometria de fluxo, duas espessuras de membranas poliméricas e dois níveis de cargas de platina. Em diversos aspectos, a geometria de canais de fluxo do tipo serpentina se mostrou superior aos demais. Em relação às membranas, as do tipo Nafion 212 se mostraram bastante frágeis e suscetíveis ao crossover de H2, apesar de fornecerem maior potência elétrica que as membranas Nafion 115, as quais exibiram maior durabilidade. No que diz respeito à carga de platina nos eletrodos, verificou-se que os eletrodos preparados com 0,1 mg Pt cm-2 perderam, proporcionalmente, mais área eletroquimicamente ativa que aqueles preparados com 0,4 mg Pt cm-2, mas, ao mesmo tempo, apresentaram as menores taxas de perdas irreversíveis de desempenho. As análises por diversas técnicas eletroquímicas indicaram que os aumentos das resistências ôhmicas e de transporte de massas são os fatores que mais contribuem para as perdas irreversíveis de desempenho, enquanto que o aumento da resistência de transporte de cargas devido ao encharcamento dos eletrodos é o principal responsável pelas perdas reversíveis de desempenho. A proporção de ionômero na camada catalítica foi investigada e verificou-se que, apesar de facilitar para que ocorram perdas reversíveis de desempenho, a maior proporção de ionômero na camada catalítica contribuiu em mitigar a degradação do MEA. Por fim, observou-se que a qualidade do contato entre os eletrodos e a membrana tem grande contribuição na durabilidade das células a combustível do tipo PEM.
  • Imagem de Miniatura
    Artigo IPEN-doc 19849