Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3616.pdf: 4536970 bytes, checksum: a09a48e60e18c8e6da33bf6a6d467ff4 (MD5) Previous issue date: 2011-03-02 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lithium manganese oxide - LiMn2O4 - was produced by a microwaveassited solid state reaction. Solid mixtures containing LiOH.H2O and -MnO2 (synthesized electrolytically) underwent microwave irradiation for 3, 4 and 5 min. The obtained material was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy and cyclic voltammetry. Conductivity measurements and charge / discharge tests were carried out with the mixture: 85% LiMn2O4 / 10% carbon black / 5% PVDF. XRD analyses showed that LiMn2O4 was obtained in a single phase of cubic structure belonging to the space group Fd3m in only 3 min of microwave irradiation. This short time for the LiMn2O4 synthesis represents an energy saving greater than 90% when compared with the time employed in the traditional method of synthesis. SEM micrographs showed morphological changes and particle size increase when the microwave irradiation time was increased. The mixture (85% LiMn2O4 / 10% carbon black / 5% PVDF) presented electronic conductivity similar to that of a semiconductor (σ ~ 10-1 S m-1), which is adequate for using as cathode in lithium ion battery. Charge and discharge tests showed good electrochemical stability for all the oxides synthesized at different times, evidenced by a small decrease (12 to 17%) of their specific capacities during 30 cycles of charge and discharge. The oxide produced at 3 min of microwave irradiation presented the highest charge supply (77 93 mA h g-1) at an elevated discharge rate (C/1), besides a highly uniform morphology and the lowest particle size (~1 μm). / Óxido de manganês litiado - LiMn2O4 - foi produzido por uma rota de síntese diferenciada, a síntese de estado sólido assistida por microondas. Misturas sólidas contendo LiOH.H2O e -MnO2, sintetizado eletroliticamente, foram irradiadas por microondas durante 3, 4 e 5 min. O material obtido foi caracterizado por difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e voltametria cíclica. Também foram realizadas medidas de condutividade e testes de carga e descarga com a mistura: 85% LiMn2O4 / 10% negro de acetileno / 5% PVDF. As análises de DRX indicaram que LiMn2O4 foi obtido com estrutura cúbica pertencente ao grupo espacial Fd3m em apenas 3 min de irradiação de microondas. O reduzido tempo de síntese do espinélio representa uma economia energética superior a 90%, quando comparado com o tempo empregado no método tradicional de síntese. As micrografias de MEV mostraram alterações de morfologia, bem como aumento no tamanho de partícula conforme é aumentado o tempo de irradiação por microondas. A condutividade eletrônica da mistura (85% LiMn2O4 / 10% negro de acetileno / 5% PVDF) é da ordem daquela de um material semicondutor (σ ~ 10-1 S m-1), adequada para sua utilização como catodo em bateria de íons lítio. Os testes de carga e descarga mostraram que os óxidos obtidos a diferentes tempos apresentam boa estabilidade eletroquímica, com queda de capacidade específica durante 30 ciclos de carga e descarga variando de 12 a 17%. Entretanto, o LiMn2O4 produzido a 3 min por irradiação de microondas apresentou o maior fornecimento de carga (77 93 mA h g-1) quando os óxidos foram testados a uma elevada taxa de descarga (C/1). Além disso, este material destacou-se por apresentar uniformidade morfológica e o menor tamanho de partícula (~1 μm).

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-24Bitstream added on 2015-05-14T16:59:44Z : No. of bitstreams: 1 000823410.pdf: 5639289 bytes, checksum: 84030c2f3c6494412663683ce97cc2f4 (MD5) / Com a evolução da tecnologia das baterias, a indústria automobilística percebeu o potencial promissor dos veículos elétricos e vem investindo fortemente em carros de passeio, oferecendo o veículo híbrido (combustível líquido e eletricidade) como atrativo ao público mais conservador, além de trabalhar na evolução do sistema elétrico dos automotores. Com perspectivas de um futuro não muito distante no Brasil, este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de gerenciamento de energia entre um banco de baterias de íons de lítio e supercapacitores, englobando o processo de frenagem regenerativa. A topologia de condicionamento de energia empregada consiste na conexão em cascata de dois conversores CC-CC bidirecionais de energia elétrica, cuja função é o controle da transferência de potência entre os armazenadores de energia supracitados e a máquina de tração do veículo. A energia recuperada, através da operação da máquina de tração como gerador, é armazenada nos acumuladores de energia, sendo o fluxo de energia dependente do nível de carga de cada acumulador. Para o desenvolvimento da lógica de controle do sistema, as características de carga e capacidade de transferência de potência dos elementos acumuladores de energia elétrica é levada em consideração, uma vez que é empregado um sistema híbrido de armazenadores de energia (baterias/supercapacitores), aproveitando as vantagens de cada uma das tecnologias. Para a etapa de simulação e análise da lógica de controle e para o gerenciamento do sistema, a plataforma Matlab/Simulink ® foi escolhida em função da facilidade de prototipagem através da plataforma de implementação DSpace ® . Como resultado prático desse trabalho, um protótipo de baixa escala contemplando lógica programável de gerenciamento de energia foi desenvolvido, tendo como vantagem a flexibilidade de implementação de novas ... / With the batteries’ technology evolution, the automobile industries noted the vehicle’s promising potential and comes strongly investing in passenger cars, offering the hybrid electric vehicles (liquid and electricity fuels), attracting the more conservative public, besides working on the evolution of automotive electrical systems. With prospects of a not too distant future in Brazil, this work is the development of energy management system between a battery and a supercapacitor packs, including regenerative breaking process. The electrical energy conditioning topology adopted is the cascaded configuration of two bidirectional DC- DC converters, which provide the energy power flow between energy storage components aforementioned and the vehicle traction machine. The regenerated energy, drawn from the traction machine in generator mode, is stored in the power conditioners, where the power flux depends on the charge condition of each one of the conditioners. For the control logic development, the storage system characteristics and the conditioners power transfer capacity are considered, once a hybrid energy storage system (batteries/supercapacitors) is used, taking into account the advantages of each technology. For simulation analysis and control logic management system, the Matlab/Simulink ® software was chosen because its integration to the DSpace ® platform and implementation easiness. The practical results involve a small-scale prototype, covering a programmable energy management logic, with the advantage of allowing the flexibility of new management roles implementation through programming functions

O uso de dispositivos móveis tem aumentado nos últimos anos, devido aos benefícios que oferecem aos usuários, tais como mobilidade, comodidade e acesso fácil à comunicação e informação. Entretanto, o funcionamento destes dispositivos é dependente do tempo de vida da bateria, a qual fornece energia para o sistema manter-se operacional. Desta forma, é importante estudar o comportamento da descarga da bateria, com o objetivo de predizer o seu tempo de vida e, por conseguinte, conhecer o tempo em que o dispositivo é capaz de manter-se em funcionamento. Uma maneira de fazer esta predição é a partir do uso de modelos matemáticos que simulam o processo de descarga de energia dos aparelhos portáteis. Entre os modelos mais referenciados da literatura, destacam-se os modelos híbridos que possuem a vantagem de unir os benefícios de dois ou mais tipos de modelos distintos. Recentemente, dois modelos híbridos foram desenvolvidos, o primeiro através da união do modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I de uma bateria com o modelo analítico Kinetic Battery Model (KiBaM); e o segundo, através da união do modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I de uma bateria com o modelo analítico de difusão de Rahkmatov e Vhrudula (RV). Neste trabalho objetiva-se realizar a modelagem matemática do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero, modelo PL 383562-2C, a partir destes modelos híbridos, considerando correntes de descarga variáveis baseadas em um conjunto de operações rotineiras realizadas em um telefone celular do tipo smartphone. Os modelos híbridos são implementados na ferramenta computacional MatLab/Simulink, e os resultados das simulações, são comparados com os dados experimentais obtidos a partir de uma plataforma de testes. Por m, os modelos híbridos são comparados com o modelo RV, considerado pela literatura um modelo analítico de alta acurácia. Os resultados das simulações comprovam que os modelos híbridos apresentam resultados satisfatórios. / 87 f.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5455.pdf: 1145922 bytes, checksum: d61c1276ca4df6171ac9c9ac6ca8da19 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / This study was carried out in order to gain a qualitative understanding of one of the fundamental processes of pyrometallurgical recovery of Pbfrom the inorganic scraps of lead-acid batteries by the reduction of PbSO4to lead and connected reactions. Within a program of experiments concerning solid-solid reactions and, at high temperatures, solid-liquid or, at times, reactions involving gases, the work described here was an initial qualitative attempt to reveal the possible reaction mechanisms of the reduction of PbSO4 to Pb and the related reactions that can occur taking into account the composition of the lead-acid battery inorganic scraps (Pb and its possible alloys, PbO2, PbO e PbSO4). Since the pyrometallurgical processes includes the addition of C, Fe in filings and, in some cases, powered Na2CO3, the study was centered on the various possible reactions between these components and those of the scraps, with an emphasis on the PbSO4component. For this purpose, the various pure products then binary, ternary and quaternary mixtures were successively studied, to obtain information by comparing the results. The techniques used were thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA) in the range 200o C to 1200 o C (this last temperature is the highest attained in industrial pyrometallurgicall process). The results showed several undescribed phenomena. The PbO can evaporate at higher temperatures. The presence of C facilitates the lowering of the PbSO4 thermal decomposition temperature. It also diminishes considerably the rate of PbO evaporating by favoring decomposition of PbO to Pb as has been previously suggested in the literature, but until now without experimental confirmation. Finally, the results do not permit a definite conclusion about the roles of Fe or Na2CO3. This is may be because in this study it was not to perform sufficient analytical identification measurements. Nevertheless, from the results, it is clear that the Fe is oxidized to an oxide iron at low temperatures (near 400o C) and it is this oxide which participates in the reactions at higher temperatures. On the other hand, the Na2CO3 is melted and immediately decomposed at about 800- 850o C. Thus, it will be in this conclusion when it takes put in the process. / O presente trabalho descreve estudos feitos com o objetivo de entender qualitativamente um dos processos fundamentais de recuperação pirometalúrgica da sucata inorgânica de baterias chumbo-ácido relacionados com a redução do PbSO4e suas reações. Dentro de um programa de pesquisas tanto das reações entre sólidos, como entre sólidos e líquidos, a altas temperaturas, onde também podem participar gases do meio reacional, na presente dissertação se busca estudar, em uma primeira aproximação, qualitativamente, os possíveis mecanismos reacionais do processo de transformação do PbSO4 em Pb e as reações relacionadas que podem ocorrer tendo-se em conta a composição da parte inorgânica da sucata de bateria chumbo-ácido (Pb e suas possíveis ligas, PbO PbO2, PbO e PbSO4). Tendo-se em conta que o processo pirometalúrgicoinclue a adição de C, Fe em limalhas e, em alguns casos, Na2CO3 em pó, as reações foram centradas nas diferentes possibilidades de reações entre esses componentes e aqueles presentes na sucata centrando-se no PbSO4. Para a realização desta metodologia sobre o que ocorre entre estes reagentes e o PbSO4 no intervalo entre 200°C até 1200°C, os vários produtos puros e em misturas particuladas binárias, ternárias e quaternárias foram estudados sucessivamente para a obtenção de informações por comparação. Como técnicas simples de análise qualitativa utilizou-se, neste estágio do projeto de pesquisa, e também como únicas técnicas na dissertação aqui apresentada, a termogravimetria (TG) e a análise térmica diferencial a altas temperaturas (DTA). Um dos resultados mais importantes revelou que o C é o aditivo reacional que possui mais influência sobre os processos ocorridos com o PbSO4 em altas temperaturas atuando sistematicamente na diminuição da temperaturas de decomposição deste sulfato. Além disso, os resultados não permitiram chegar a uma conclusão definitiva sobre os papéis do Fe e Na2CO3 no processo porém, ficou claro que o Fe se oxida em temperaturas baixas (aproximadamente 400º C) e o óxido formado participa das reações em altas temperaturas e que o Na2CO3 fundido se decompõe entre 800 850º C.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6363.pdf: 24712297 bytes, checksum: 939e2ddec6bf858d05609673c0ce56b9 (MD5) Previous issue date: 2014-10-09 / The ZEBRA battery (Zero Emission Battery Research Activity) is an efficient electrochemical energy storage device with high energy density and high power. This has been considered one of the key technologies for insertion into the economic market of electric vehicles and for stationary energy applications. However, due to high internal resistance of this device causes an intense search for new materials for the reduction of this issue. Na-β -alumina solid electrolytes, due to its high ionic conductivity for sodium ions, are among the most promising oxide ionic conductors for the ZEBRA battery, operating at temperatures of approximately 300 ºC, with high efficiency. However, the greatest difficulty in using Na-β -alumina is related to the instability of this phase at higher sintering temperatures, in excess of 1300 ºC. The critical point of this electrolyte is the ceramic processing, which can influence the final mechanical and electrical properties of the material. In this work, the focus was to balance the mechanical and electrical properties through the reduction of microstructure defects, using processed powders with different raw materials and sintering conditions. The microstructure, electric conductivity and mechanical strength of Na-β -alumina samples were evaluated, produced by changing the sodium (Na2CO3 or NaNO3), lithium (LiNO3 or LiAl5O8) and aluminum source (AlO(OH) or Al2O3). The microstructure, and consequently the electric conductivity and mechanical strength were dependent on the type of raw materials and sintering profile. Electrical conductivity of 10-1 S.cm-1 at 300 °C and fracture strength of ~ 111 MPa were obtained after the processing variables improvement have been reached. These values are in full agreement with data available in the literature. / A bateria ZEBRA (Zero Emission Battery Research Activity) é um eficiente dispositivo de armazenamento eletroquímico de energia, com alta densidade de energia e elevada potência. Esta tem sido considerada uma das principais tecnologias para inserção no mercado econômico de veículos elétricos e para aplicações de energia estacionária. Entretanto, devido à alta resistência interna deste dispositivo, faz com que haja uma intensa busca por novos materiais para a redução desta variável. Eletrólitos sólidos de Na-β -alumina, devido à sua elevada condutividade iônica para os íons sódio, estão entre os óxidos condutores iônicos mais promissores para a bateria ZEBRA, operando a temperaturas de aproximadamente 300 ºC, com alta eficiência. Entretanto, a maior dificuldade em se utilizar a Na-β -alumina está relacionada com a instabilidade desta fase a altas temperaturas de sinterização, superiores à 1300 ºC. O ponto crítico deste eletrólito está em seu processamento cerâmico, que está diretamente relacionado às propriedades mecânicas e elétricas do material. No presente trabalho o enfoque foi equilibrar as propriedades mecânicas e elétricas através da redução de defeitos na microestrutura, utilizando pós processados com diferentes matérias-primas e condições de sinterização. Foram avaliadas a microestrutura, condutividade elétrica e resistência mecânica de amostras de Na-β -alumina, produzidas alterando a fonte de sódio (Na2CO3 ou NaNO3), a fonte de lítio (LiNO3 ou LiAl5O8) e a fonte de alumínio (AlO(OH) ou Al2O3). A microestrutura, e por consequência a condutividade elétrica e a resistência mecânica foram dependentes do tipo de matéria-prima e perfil de sinterização. Condutividade elétrica de 10-1 S.cm-1 a 300 °C e resistência mecânica a fratura de ~ 111 MPa foram obtidas após o domínio sobre as variáveis de processamento ter sido atingido. Estes valores estão em pleno acordo com dados disponíveis na literatura.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-05Bitstream added on 2014-06-13T19:11:28Z : No. of bitstreams: 1 hojasbaenas_jm_me_bauru.pdf: 1007042 bytes, checksum: 3bccdb2b35851243fca308d9c9d0a900 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A reciclagem de bateria além de ser prioridade para o meio ambiente é também lucrativa pelas inúmeras aplicações, como, por exemplo, a redução de gasto energia e a economia de matéria prima para novos produtos. A presente pesquisa buscou identificar a cadeia de reciclagem e análise dos fluxos reversos existentes nas indústrias de baterias veiculares. Empregou-se o método de pesquisa exploratória, buscando demonstrar os problemas relacionados ao sistema de gestão operacional e aos impactos ambientais gerado por esse sistema. Com isso, possibilitou descrever os fluxos logísticos reversos das indústrias montadoras e reformadoras, mostrando a problemática referente à reciclagem presente nas pequenas indústrias, devido à montagem da bateria ser semi-artesanal o que torna comprometedor à saúde do trabalhador e ao meio ambiente. Por meio dos resultados alcançados pode-se obter informações para desenvolver uma proposta de gestão de um fluxo logístico reverso, buscando melhorias contínuas para as indústrias de baterias de pequeno porte. / Besides being a priority for the environment, battery recycling is also profitable due to its countless applications, such as in reducing energy costs and saving raw materials for new products. The goal of this dissertation is to identify and analyze the chain and logistic model reverse the industries of vehicular batteries from the center - west in São Paulo theoretical foundation on the organizational factors of micro and small enterprises, in production and process of manufacture of batteries, a supply chain management and on the proposed sustainability of these companies. The method of study used was an exploratory research, seeking to identify the problems related to environmental management system. Through research, it was possible to describe the reverse logistics models, of which the great issues relating to recycling is on small industries of batteries, the battery assembly due to be semi-craft, which compromises the worker's health and the environment. With the results, has a proposal to establish a model for reverse logistics industries, batteries, small size, with the purpose of the searh for improvements in organizational processes, because of the inadequacy with the management of the chain of recycling.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFAA.pdf: 3028789 bytes, checksum: 3f5d6ad235e817cd1ee8e5e686a1dd40 (MD5) Previous issue date: 2005-09-01 / The spinels investigated in the present work were obtained by solid state reaction at 750 ºC for 72 h among the precursors ε-MnO2, LiOH and the respective oxides/salt of the doping ions. In order to control the particles size, all the spinels were milled in a ball milling for 30 min. The mechanical milling, associated or not to further calcination, was also used for obtaining the pure spinel LiMn2O4. The different obtained spinels were characterized by the average manganese valence (n), X ray diffractometry, electronic scanning microscopy, particles size distribution and specific superficial area. From the X ray diffractograms, spinels of single cubic phase belong to the Fd3m space group were identified. The calculated values for the unity cell parameter (a) were lower for the doped spinels (8,221 Å at 8,229 Å) than for the pure one (8,234 Å), decreasing in the following order: a(Li1,05Ga0,02Mn1,98O4) > a(Li1,05Co0,02Mn1,98O4) > a(Li1,05Al0,02Mn1,98O4) > a(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98S0,02) > a(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98F0,02). The values of n were higher for the doped spinels (3,56 3,50) than for the pure one (3,53 ± 0,01), decreasing in the following order: n(Li1,05Ga0,02Mn1,98O4) > n(Li1,05Co0,02Mn1,98O4) > n(Li1,05Al0,02Mn1,98O4) > n(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98F0,02) > n(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98S0,02). The mechanical milling after calcination changed the spinel particles in three aspects: formation of nanometer-scale particles, generation of lattice strain and partial oxidation of manganese ions. Before calcination, it allowed obtaining of pure spinel LiMn2O4 with highly disordered lattice structure, nanometer particles and high number of structural defects. A gel polymer electrolyte of the polyacrylonitrile (PAN)/polyvinylacrylate (PVA) was developed with different mixtures of organic solvents and lithium salts. From impedance measurements, the highest value of ionic conductivity (1,47 x 10-3 S cm-1) was obtained, at 25 oC, for the electrolyte prepared from the mixture (1:1) of ethyl (EC) and dimethyl (DMC) carbonates containing 1 mol L-1 of lithium tetrafluoroborate (LiBF4). Cyclic voltammetric measurements showed that this gel electrolyte only oxidizes at potentials close to 5 V vs. Li/Li+. In the charge and discharge tests, the cathodes of the doped spinels presented values of specific discharge capacity decreasing in the following order: C(Li1,05Al0,02Mn1,98S3,02O3,98) > C(Li1,05Al0,02Mn1,98F3,02O3,98) > C(Li1,05Ga0,02Mn1,98S3,02O3,98) > C(Li1,05Ga0,02Mn1,98F3,02O3,98) > C(Li1,05Co0,02Mn1,98S3,02O3,98) > C(Li1,05Co0,02Mn1,98F3,02O3,98). Although the Li1,05Al0,02Mn1,98S3,02O3,98 cathode presented the highest initial capacity value (126 mA h g-1), the Li1,05Ga0,02Mn1,98S3,02O3,98 cathode presented the lowest capacity fading (from 120 mA h g-1 to 115 mA h g-1, that is, only 4%) after three hundred cycles of charge and discharge. / Os espinélios investigados no presente trabalho foram obtidos por reação em estado sólido, a 750 ºC por 72 h, entre os precursores ε-MnO2, LiOH e respectivos óxidos/sal dos íons dopantes. Para controlar o tamanho de partículas, todos os espinélios foram moídos em moinho de bolas por 30 min. A moagem mecânica, associada ou não à posterior calcinação, também foi usada para obter o espinélio puro LiMn2O4. Os diferentes espinélios sintetizados foram caracterizados pela valência média do manganês (n), difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, distribuição de tamanho de partículas e área superficial específica. A partir dos difratogramas de raios X, identificou-se espinélios de fase cúbica pertencente ao grupo espacial Fd3m. Os valores calculados de parâmetro de célula unitária (a) para os espinélios dopados (8,221 Å - 8,229 Å) foram menores que para o espinélio puro (8,234 Å), diminuindo na seguinte ordem: a(Li1,05Ga0,02Mn1,98O4) > a(Li1,05Co0,02Mn1,98O4) > a(Li1,05Al0,02Mn1,98O4) > a(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98S0,02) > a(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98F0,02). Os valores de n dos espinélios dopados (3,56 3,50) foram maiores que o do puro (3,53 ± 0,01), diminuindo na seguinte ordem: n(Li1,05Ga0,02Mn1,98O4) > n(Li1,05Co0,02Mn1,98O4) > n(Li1,05Al0,02Mn1,98O4) > n(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98F0,02) > n(Li1,05M0,02Mn1,98O3,98S0,02). A moagem mecânica posterior à calcinação alterou as partículas de espinélio em três aspectos: formação de partículas em escala nanométrica, geração de distorção da rede cristalina e oxidação parcial dos íons manganês. Antes da calcinação, permitiu a obtenção do espinélio puro LiMn2O4 com estrutura cristalina altamente desordenada, partículas nanométricas e grande número de defeitos estruturais. Um eletrólito polimérico gelificado de poliacrilonitrila (PAN)/polivinilacrilato (PVA) foi desenvolvido com diferentes misturas de solventes orgânicos e sais de lítio. A partir de medidas de impedância, o maior valor de condutividade iônica (1,47 x 10- 3 S cm-1) foi obtido, a 25 oC, para o eletrólito preparado a partir da mistura (1:1) dos carbonatos de etileno (EC) e dimetileno (DMC), contendo tetrafluoroborato de lítio (LiBF4) 1 mol L-1. Medidas de voltametria cíclica mostraram que este eletrólito gelificado somente se oxida a potenciais próximos de 5 V vs. Li/Li+. Nos testes de carga e descarga, os catodos de espinélios dopados apresentaram valores de capacidade específica de descarga (C) decrescentes na seguinte ordem: C(Li1,05Al0,02Mn1,98S3,02O3,98) > C(Li1,05Al0,02Mn1,98F3,02O3,98) > C(Li1,05Ga0,02Mn1,98S3,02O3,98) > C(Li1,05Ga0,02Mn1,98F3,02O3,98) > C(Li1,05Co0,02Mn1,98S3,02O3,98) > C(Li1,05Co0,02Mn1,98F3,02O3,98). Embora o catodo de Li1,05Al0,02Mn1,98S3,02O3,98 tenha apresentado o maior valor de capacidade (126 mA h g-1), o catodo de Li1,05Ga0,02Mn1,98S3,02O3,98 apresentou a menor queda de capacidade (de 120 mA h g-1 para 115 mA h g-1, isto é, somente 4%) após trezentos ciclos de carga e descarga.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-20T14:37:35Z No. of bitstreams: 1 TÚLIO ALBUQUERQUE DIAS – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2016.pdf: 5822647 bytes, checksum: 7cd3ed5c6dd5eedcd93037a70c98ddd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T14:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TÚLIO ALBUQUERQUE DIAS – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2016.pdf: 5822647 bytes, checksum: 7cd3ed5c6dd5eedcd93037a70c98ddd7 (MD5) Previous issue date: 2016-10-18 / Capes / Este trabalho trata da aplicação da geração fotovoltaica residencial associada à utilização de banco de baterias com a finalidade de reduzir à elevação e variação da potência injetada na rede. Dessa forma o sistema de armazenamento é utilizado para absorver a energia excedente imposta pela geração ao longo do dia fornecendo ou absorvendo potência constante a rede elétrica. Diante desta abordagem, este trabalho tem por objetivo descrever e analisar estratégias de controle em sistemas FV associadas ao controle de carga e descarga de um banco de baterias chumbo-ácido associadas em série, para reduzir a alta potência injetada na rede, devido ao fato que o pico de geração, muitas vezes não coincide com o horário de pico de consumo. Foram apresentadas topologias convencionais para este tipo de sistema e partir da escolha de uma topologia genérica, foi obtido à modelagem do sistema FV/Bateria conectado a rede elétrica para obter as funções de transferência e respectivas malhas de controle da planta. Na sequência foi feito uma avaliação das estratégias de controle aplicadas, gerando resultados por simulação e experimentais que validam as estratégias analisadas. Para avaliar a redução da potência injetada na rede com a inserção do sistema de armazenamento, foi descrito um modelo simplificado da rede de BT. Os resultados obtidos via simulação comprovaram que foi possível regular adequadamente o fluxo de potência dos painéis para as baterias e a rede elétrica, como também reduzir a variação e elevação da potência na rede, gerada pela mudança dos níveis de irradiação. Como consequência desta ação foi evidenciada também à redução da elevação da tensão no Ponto de Acoplamento comum (PAC). / This work deals with the application of residential photovoltaic generation associated with the use of battery banks with the purpose of reducing the elevation and variation of the injected power in the network. In this way the storage system is used to absorb the surplus energy imposed by the generation during the day supplying or absorbing constant power to the electrical network. In this approach, this work aims to describe and analyze control strategies in PV systems associated with the control of load and discharge of a bank of lead-acid batteries associated in series, to reduce the high power injected in the network, due to the fact that The generation peak often does not coincide with peak consumption times. It was presented the conventional topologies for this type of system and from the choice of a generic topology, was obtained to the modeling of the FV / Battery system connected to the electrical network to obtain the transfer functions and respective control meshes of the plant. An evaluation of the applied control strategies was carried out, generating simulation and experimental results that validate the analyzed strategies. To evaluate the reduction of the injected power in the network with the insertion of the storage system, a simplified model of the LV network was described. The results obtained through simulation showed that it was possible to adequately regulate the power flow of the panels to the batteries and to the electrical network, as well as to reduce the variation and increase of the power in the network, generated by the change of the irradiation levels. As a consequence of this action was also evidenced to the reduction of the voltage increase at the Common Coupling Point (PAC).

Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de dois métodos alternativos para recuperar chumbo. Fusão Alcalina e Eletrohidrometalúrgico. Ambos oferencem a possibilidade de recuperação de outros elementos químicos normalmente perdidos nas escórias. Partindo-se de matérias primas como sucata de baterias chumbo-ácido, resíduos e outras fontes contendo chumbo, a taxa de recuperação foi de 92% a 99% em chumbo com pureza de 99,74%, quando utilizado o método da Fusão Alkalina. Esta taxa foi de 94% em chumbo de 99,99% de pureza, quando empregado o processo Eletrohidrometalúrgico. Cumpre ressaltar que os resíduos gerados por estes métodos são da ordem de 6% a 10% e estão em uma forma química que permite a recuperação de outros metais. Pelo processo convencional (pirometalúrgico), a taxa de recuperação foi de 90% em chumbo com pureza de 98,5% com quantidade de resíduo que chega a 25% do chumbo total produzido e cuja composição obriga o descarte em aterros classe 1. Este trabalho também desenvolve um método para a obtenção de um aditivo que assegura a formação de massas ativas eficientes para placas de baterias chumbo-ácido. O aditivo, à base de sulfato tetrabásico de chumbo (4BS), proporcionou maior reversibilidade ao longo dos dois ciclos, sendo que o tempo de vida útil da bateria dobrou e a quantidade de baterias rejeitadas diminuiu 10% para menos do que 0,5%. Estes índices vêm sendo mantidos durante dois anos em uma empresa do estado de São Paulo, que produz 1000 baterias por mês. Além disso, foi desenvolvido um lacre à base de chumbo que ao ser utilizado nos vasos das baterias durante a sua formação, suprimiu em 97,5% o arraste do ácido sulfúrico para a atmosfera. Finalmente, foi elaborado um processo para tratamento de efluentes liquidos que gera gesso como subproduto e possibilita a reutilização... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents the development of two alternative methods to recycle lead. Alkaline Fuson and Electrohydrometallurgic. Both also offer the possibility to recover other chemical elements that normally are lost as waste. From raw materials such as scrap lead-acid batteries, waste and other sources containing lead, the Alkaline Fusion method yields 92% to 99% of recovering of lead having a purity of 99.74%. Using the Electrohydrometallurgic process, the recovery is 94% of lead of 99.99% purity. It must be emphasized that the generated wastes by these methods are around 6% to 10% and they are in a chemical form, which allows further recycling of other metals. By the conventional process, the pirometallurgic one, it was obtained 90% of recovering of lead of 98.5% purity. Furthermore, the waste amount is around 25% of the total produced lead, whose composition requires an expensive discarding system (Type 1 system). This work also develops a method for obtaining an additive that ensures the efficient active mass formation for lead-acid batteries plates. The additive, constituted by tetrabasic lead sulphate (4BS), provid higher reversibility for charging/discharging cycles being that the battery lifetine increased two folds and the amount of rejected batteries diminished from 10% to less than 0.5%. Such indices are being held for two years in a company of the São Paulo State, Which produces one thousand batteries in a month. In addition, it was developed a lead based sealing device that, when utilized in battery vessel during its formation suppresses the sulfuric acid released to the atmosphere in 97.5%. Finally, it was advanced a process for liquid effluent treatment that produces plaster, a by-product, and allows the reuse of water, since it contains a low metal content. The utilization of the developed methods by a company in... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Margarida Juri Saeki / Coorientador: Nerilso Bocchi / Banca: Adhemar Colla Ruvolo Filho / Banca: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Patrício Rodolfo Impinisse / Banca: José Humberto Dias da Silva / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Doutor

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Co-orientador: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Falcondes José Mendes de Seixas / Banca: Ruben Barros Godoy / Resumo: Com a evolução da tecnologia das baterias, a indústria automobilística percebeu o potencial promissor dos veículos elétricos e vem investindo fortemente em carros de passeio, oferecendo o veículo híbrido (combustível líquido e eletricidade) como atrativo ao público mais conservador, além de trabalhar na evolução do sistema elétrico dos automotores. Com perspectivas de um futuro não muito distante no Brasil, este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de gerenciamento de energia entre um banco de baterias de íons de lítio e supercapacitores, englobando o processo de frenagem regenerativa. A topologia de condicionamento de energia empregada consiste na conexão em cascata de dois conversores CC-CC bidirecionais de energia elétrica, cuja função é o controle da transferência de potência entre os armazenadores de energia supracitados e a máquina de tração do veículo. A energia recuperada, através da operação da máquina de tração como gerador, é armazenada nos acumuladores de energia, sendo o fluxo de energia dependente do nível de carga de cada acumulador. Para o desenvolvimento da lógica de controle do sistema, as características de carga e capacidade de transferência de potência dos elementos acumuladores de energia elétrica é levada em consideração, uma vez que é empregado um sistema híbrido de armazenadores de energia (baterias/supercapacitores), aproveitando as vantagens de cada uma das tecnologias. Para a etapa de simulação e análise da lógica de controle e para o gerenciamento do sistema, a plataforma Matlab/Simulink ® foi escolhida em função da facilidade de prototipagem através da plataforma de implementação DSpace ® . Como resultado prático desse trabalho, um protótipo de baixa escala contemplando lógica programável de gerenciamento de energia foi desenvolvido, tendo como vantagem a flexibilidade de implementação de novas ... / Abstract: With the batteries' technology evolution, the automobile industries noted the vehicle's promising potential and comes strongly investing in passenger cars, offering the hybrid electric vehicles (liquid and electricity fuels), attracting the more conservative public, besides working on the evolution of automotive electrical systems. With prospects of a not too distant future in Brazil, this work is the development of energy management system between a battery and a supercapacitor packs, including regenerative breaking process. The electrical energy conditioning topology adopted is the cascaded configuration of two bidirectional DC- DC converters, which provide the energy power flow between energy storage components aforementioned and the vehicle traction machine. The regenerated energy, drawn from the traction machine in generator mode, is stored in the power conditioners, where the power flux depends on the charge condition of each one of the conditioners. For the control logic development, the storage system characteristics and the conditioners power transfer capacity are considered, once a hybrid energy storage system (batteries/supercapacitors) is used, taking into account the advantages of each technology. For simulation analysis and control logic management system, the Matlab/Simulink ® software was chosen because its integration to the DSpace ® platform and implementation easiness. The practical results involve a small-scale prototype, covering a programmable energy management logic, with the advantage of allowing the flexibility of new management roles implementation through programming functions / Mestre