Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-05-23T17:48:25Z No. of bitstreams: 1 andrelopesmarinhodossantos.pdf: 2400435 bytes, checksum: 2f58d7bcbbafebad1c3f9814b3568a23 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-05-24T17:37:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andrelopesmarinhodossantos.pdf: 2400435 bytes, checksum: 2f58d7bcbbafebad1c3f9814b3568a23 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T17:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andrelopesmarinhodossantos.pdf: 2400435 bytes, checksum: 2f58d7bcbbafebad1c3f9814b3568a23 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / O presente trabalho apresenta uma metodologia para o planejamento da operação de bancos de baterias em redes de distribuição, as quais contém a presença de geração distribuida proveniente de fontes renováveis de energia. Para tanto, o problema do fluxo ótimo de potência é solucionado com a inclusão da potência injetada ou absorvida pelas baterias como variável de otimização no modelo proposto. O objetivo é que a inserção de baterias impacte de forma a reduzir os custos de energia e os custos de confiabilidade da rede, e, consequentemente provocando a diminuição dos custos totais de operação do SDE em um horizonte de planejamento de longo prazo. A utilização da meta-heurística denominada SIA se deve a sua aplicabilidade em sistemas de grande porte, visto que, nestes casos, a busca exaustiva pela melhor solução torna-se inviável. Análises utilizando cinco tipos de baterias e sua inserção em quatro sistemas de distribuição conhecidos da literatura são realizados para a validação da metodologia proposta. Resultados apresentados demonstram a aplicabilidade da metodologia proposta, assim como a viabilidade de utilização de bancos de baterias em redes de distribuição de energia. / This work presents an application for the operation planning of battery storage systems in electricity distribution networks with penetration of distributed generation from renewable sources of energy. For this, the an optimal power flow algorithm is applied with the inclusion of the power supplied or absorbed by battery banks as an optimization variable in the developed model. The objective is that the battery banks insertion impacts on the reduction of energy and reliability costs of the network, and, as a consequence, to lead in the reduction of the total costs of the distribution network in a long term operation period. The choice for a meta-heuristic called SIA is due their ability to deal with large scale problems, in which an exhaustive search would not be feasible. Analysis using five battery types applied to four well known systems in literature are performed to validate the proposed methodology. Results presented demonstrate the applicability of the proposed methodology, as well as the feasibility of using battery banks in energy distribution networks.

Orientador: Annete Gorenstein / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:04:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FigueroaCadillo_Robinson_D.pdf: 6828830 bytes, checksum: 25774e9d4bb796e5048a90db527b894e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Em dispositivos eletroquímicos como microbaterias ou dispositivos eletrocrômicos o catodo está presente na forma de filme fino. Com o objetivo de otimizar a performance de tais dispositivos, a pesquisa cientifica e tecnológica tem sido orientada na busca de novos materiais para o catodo. Este trabalho, contudo, propõe-se estudar a influencia da morfologia e da microestrutura do catodo no comportamento eletroquímico das microbaterias. O material escolhido foi o WO3. As amostras foram depositadas por sputtering reativo, e diversos parâmetros de deposição foram variados. Explorou-se a variação da potência durante a deposição e, trabalhou-se com o substrato inclinado, em modo estacionário ou rodante. Utilizaram-se diversas técnicas de caracterização. A técnica de Microscopia de Força Atômica (AFM) foi utilizada para analise de área da superfície, rugosidade, e tamanho de grão. A técnica de microscopia eletrônica MEV-FEG foi utilizada na analise da seção transversal dos filmes. O estudo eletroquímico por cronopotenciometria cíclica com limite de potencial permitiu a obtenção da capacidade de carga/descarga durante diversos ciclos. Foram obtidas amostras com e sem estrutura colunar; além disto, morfologias tipo hélice ou pilares foram conseguidas com rotação do substrato. A capacidade de carga depende fortemente do tipo de morfologia. Os melhores resultados foram obtidos com alta potência, para todas as estruturas / Abstract: In electrochemical devices like microbatteries or electrochromic devices, the cathode is present in thin film form. In order to optimize the performance of these devices, the scientific and technological research has been oriented in the search of new cathode materials. The aim of this work, however, is to study the influence of the cathode morphology and microstructure on the electrochemical behavior of microbatteries. WO3 was chosen as the thin film compound. The samples were deposited by reactive sputtering, and several deposition parameters were varied. The power during deposition was fixed in different values, and the samples were deposited with inclined substrates either stationary or rotating. Atomic Force Microscopy was used in order to obtain the surface area, roughness and grain size. Scanning electron microscopy was used in the analysis of the cross sections. The electrochemical study using chronopotentiometry with potential limits allowed the obtention of the charge/discharge capacity during several cycles. Depending on the deposition conditions, samples with or without columnar structures were obtained; also, helicoidal or pillar morphologies were attained with the rotation of the substrate. The charge capacity is strongly dependent on the morphology. The best results were obtained with high power, for all structures / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A modelagem matemática por meio de equações diferenciais é uma importante ferramenta para prever o comportamento de baterias redox de vanádio, pois ela pode contribuir para o aperfeiçoamento do produto e melhor entendimento dos princípios da sua operação. Os estudos de modelagem podem ser aliados à análise assintótica no intuito de promover reduções ou simplificações que tornem os modelos menos complexos, isso é feito a partir da observação da importância que cada termo exerce sobre as equações. Tais simplificações são úteis neste contexto, visto que os modelos geralmente abordam uma célula apenas - a menor unidade operacional da bateria - enquanto aplicações reais exigem o uso de dezenas ou centenas delas implicando em uma maximização do uso de recursos computacionais. Neste trabalho, foram investigadas múltiplas formas de reduções assintóticas que empregadas na construção dos modelos puderam acelerar o tempo de processamento em até 2,46 vezes ou reduzir os requisitos de memória principal em até 11,39%. As simulações computacionais foram executadas pelo software COMSOL Multiphysics v. 4.4, e também por scripts desenvolvidos em ambiente de programação MATLAB. A validação dos resultados foi feita comparando-os a dados experimentais presentes na literatura. Tal abordagem permitiu também validar as rotinas implementadas para a simulação dos modelos comparando suas soluções com aquelas providas pelo COMSOL. / Mathematical modelling using differential equations is an important tool to predict the behavior of vanadium redox batteries, since it may contribute to improve the device performance and lead to a better understanding of the principles of its operation. Modelling can be complemented by asymptotic analysis as a mean to promote reductions or simplifications that make models less complex. Such simplifications are useful in this context, whereas these models usually addresses one cell only the smallest operating unit while real applications demand tens or hundreds cells implying on larger computational requirements. In this research, several options for asymptotic reductions were investigated and, applied to different models, were able to speed up the processing time in 2.46× or reduce the memory requirements up to 11.39%. The computational simulations were executed by COMSOL Multiphysics v.4.4, also by in-house code developed in MATLAB. The validation of results was done by comparing it to experimental results available in literature. Additionally, correlating the results provided by COMSOL with the ones arising from the implemented sub-routines allowed to validate the developed algorithm.

Doctora en Ingeniería Eléctrica / Little work has been done on Battery Health Management (BHM) for rotary-wing Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) despite the fact that they have become increasingly popular. They are highly maneuverable and enable both safe and low-cost experimentation in mapping, navigation, and testing of control algorithms in three dimensions. Also, they can perform maneuvers that cannot be achieved by their fixed-wing counterparts (e.g., hover in place, and take off and land vertically (VTOL)). However, small-size aircraft typically have weight, size and cost constraints. Thus, as small-size UAVs become more prevalent, the need for computationally efficient software will increase. This thesis proposes a holistic framework for the design, implementation and experimental validation of Battery Health Management (BHM) systems in small-size rotatory-wing Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) that allows to accurately (i) estimate the State of Charge (SOC), and (ii) predict the End of Discharge (EOD) time of lithium-polymer batteries in small-size multirotors by using a model-based prognosis architecture that is efficient and feasible to implement in low-cost hardware. The proposed framework includes a simplified battery model that incorporate the electric load dependence, temperature dependence and SOC dependence by using the concept of Artificial Evolution to estimate some of its parameters, along with a novel Outer Feedback Correction Loop (OFCL) during the estimation stage which adjusts the variance of the process noise to diminish bias in Bayesian state estimation and helps to compensate problems associated with incorrect initial conditions in a non-observable dynamic system. Also, it provides an aerodynamic-based characterization of future power consumption profiles and utilizes a new definition of probability of failure to mitigate the risk. A quadrotor has been used as the validation platform. This thesis is the first research effort towards BHM for small-size rotary-wing UAVs validated beyond numerical simulations, and that addresses the problem from an efficient approach for constrained computing platforms. A proper prognosis of the EOD time is not only necessary to verify if the mission goal(s) can be accomplished but also essential to aid in online decision-making activities such as fault mitigation and mission replanning. Therefore, the results of this work will allow making decisions about the flight and having enough confidence in those decisions so that the mission objectives can be optimally achieved. Given that: (i) the flight times in battery-powered UAVs are indeed short, (ii) most flight plans are highly conservatives due to they suffer from uncertainties in estimating the remaining charge, (iii) applications in urban zones are limited due to the risk associated with accidental battery run-down during the flight, and (iv) UAVs are ideally suited for long endurance applications; it hopes the results of this research become a significant contribution to the battery-powered rotary-wing UAVs field. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT bajo la beca CONICYT-PCHA/Doctorado Nacional /2014-63140178

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LILIANE DE MOURA BORGES.pdf: 1327558 bytes, checksum: 54b37556643939a1ff12188b13cd94f0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / One of the most serious environmental problems is the proper management of solid waste. The early obsolescence of electronics because of technological advances and the growth of sales volume of mobile phone including the informal sector contribute to increase the amount of waste generated. Disposal of mobile phone batteries in household waste represents loss to the environment, because of toxic elements composition, if are accommodated in landfills or land, represent health and environmental impact causing the contamination of people, animals, and ground sheets water tables. The Brazilian legislation defines shared responsibility for the lifecycle of the product and reverse logistics as a tool for reducing environmental impact. In this context, this study aims to evaluate the knowledge of the mobile phone vendors in the informal market about environmental legislation for disposal of batteries, diagnose the social responsibility of those vendors related to hazardous wastes and finally, identify if there practice of reverse logistics process. The methodology used was Case Study in degree compared between two popular markets managed by the private entity and the government office. The research is exploratory and descriptive order through a literature review and field research. The respondents for the research were the sellers of mobile phone that working in two popular markets and the data were collected through semi-structured interview. The results show that there is little consumer participation in the process of discarding cell phone batteries that 100% of the respondents have no knowledge about the legislation for disposal of cell phone batteries and that vendors don t have co-responsible behave in the reverse logistics process for the environmentally disposal of cell phone batteries. Therefore, it is recommended environmental education as a tool to give information to promote change in the behavior of users and mobile phone vendors in the informal market in Goiânia. / Um dos problemas ambientais mais graves é o manejo adequado dos resíduos sólidos. A obsolescência precoce dos produtos eletrônicos em razão do avanço tecnológico e o crescimento do volume de venda de telefone celular, inclusive no mercado informal, contribuem para aumentar a quantidade de resíduos gerados. O descarte de baterias de celular em lixo domiciliar representa prejuízo ao meio ambiente, pois estas, devido à composição de elementos tóxicos, se acomodadas nos aterros sanitários ou no solo, provocam impacto ambiental, causando a contaminação de pessoas, animais, subsolo e lençóis freáticos. A legislação brasileira prevê a responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida do produto e a logística reversa como instrumento para mitigar impactos ambientais negativos. Nesse contexto, o trabalho tem por objetivo avaliar o conhecimento que os vendedores de telefone celular do comércio informal têm sobre a legislação ambiental para descarte de baterias, visando diagnosticar a responsabilidade social deste vendedor quanto ao destino dos resíduos perigosos e, por fim, identificar se há prática do processo de logística reversa. A metodologia utilizada foi o Estudo de Caso em grau comparativo entre dois centros de comércio popular administrados por ente privado e pelo poder público. A pesquisa tem fim exploratório e descritivo por meio de levantamento bibliográfico e pesquisa de campo. Os sujeitos da pesquisa foram os vendedores de telefone celular que trabalham nos dois centros de comércio popular e os dados foram coletados por entrevista semi-estruturada. Os resultados apontam que existe pouca participação do consumidor no processo de devolução das baterias, que 100% dos entrevistados não têm conhecimento sobre a legislação de descarte de baterias e que os comerciantes não têm comportamento corresponsável no processo de logística reversa para a destinação final ambientalmente adequada das baterias de celulares. Diante disso, recomenda-se a educação ambiental como instrumento de informação para promover a mudança de comportamento dos usuários e vendedores de telefone celular do mercado informal de Goiânia.

O crescimento no uso de dispositivos móveis tem sido evidenciado nos últimos anos, pois estes proporcionam comodidade, mobilidade e facilidade. O tempo de funcionamento destes dispositivos está limitado pela duração da carga de sua bateria. Desta forma, se faz necessário estudar o processo de descarga de baterias, visando predizer o seu tempo de vida e, consequentemente, o tempo de funcionamento do dispositivo móvel a ela associado. Uma das maneiras de realizar esta predição é através de modelos matemáticos, capazes de simular o comportamento de descarga da bateria e, assim predizer o seu tempo de vida. Neste trabalho, é proposta a modelagem matemática do tempo de vida de baterias do tipo Lítio Íon Polímero (LiPo), utilizando o modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I (i.e., de tensão e corrente) de uma bateria, sendo que, para a estima ção dos parâmetros do modelo, é adotada uma metodologia baseada em ajuste de curvas, evidenciada por Chen e Rincón-Mora (2006). Desta maneira, pretende-se validar a estimação de parâmetros para obter um modelo acurado e de fácil implementação capaz de predizer o tempo de vida de baterias. As simulações computacionais são realizadas com o auxílio do software Matlab, considerando dados experimentais de baterias de LiPo, modelo PL383562-2C, obtidos de uma plataforma de testes. O modelo é avaliado através da comparação entre os seus resultados simulados e os resultados experimentais e a sua precisão é avaliada através da comparação com outro modelo relativamente acurado da literatura. / 81 f.

Orientador: Jose Roberto Zan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-09-04T19:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrinel_FranciscodeAssisSantana_M.pdf: 7746988 bytes, checksum: 4d8b8824f3e93896900e73d893a6efb4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A bateria de uma escola de samba é o agrupamento responsável pelo desenvolvimento ritmo-musical deste tipo de agremiação carnavalesca. Até certo ponto, ela contribui para a definição da identidade da escola, impulsionando o desfile através do toque de padrões rítmicos executados por dezenas de instrumentos de percussão, agregados em diferentes naipes. Além disso, se constitui num espaço privilegiado de interação e socialização dos seus integrantes. Este trabalho é um estudo sobre a bateria da escola de samba Nenê de Vila Matilde, criada em 1949 por um grupo de amigos da zona leste de São Paulo, liderado por Alberto Alves da Silva, que emprestaria seu apelido à instituição carnavalesca. Pode-se dizer que a trajetória da escola foi marcada, por um lado, pela incorporação de elementos organizacionais, estéticos e musicais dos cordões do carnaval paulistano e, por outro, pelas influências do modelo carioca de escola de samba. Através do estudo histórico do carnaval de São Paulo, da abordagem etnográfica da escola e de análises musicais dos padrões rítmicos da bateria da Nenê, o trabalho busca demonstrar como estas influências transformaram o fazer musical deste agrupamento. O processo de transformação do carnaval paulistano dialoga diretamente com as novas configurações assumidas pela bateria da Nenê de Vila Matilde nas últimas décadas, que participa deste processo de maneira ativa, através da introdução de elementos típicos das agremiações cariocas e da fusão destes com características do samba e do carnaval paulistas. / Abstract: The percussion band (bateria) of a samba school is the group responsible for the rhythm-musical development of this type of carnival community. To a certain extent, it contributes for the definition of the school identity, driving the parade on by playing rhythm patterns executed by sets of ten percussion instruments, associated in different groups. Moreover, it is constituted in a privileged space of interaction and socialization of its members. This work is a study of the percussion band of Nenê de Vila Matilde samba school, created in 1949 by a group of friends from the east zone of São Paulo, led by Alberto Alves da Silva, who later would loan his nickname to the carnival institution. It is possible to affirm that the pathway of the school was marked, on the one hand, by the incorporation of organizational elements, aesthetic and musical of the cordons (cordões) from São Paulo's carnival and, on the other hand, by the influences of Rio de Janeiro's pattern of samba school. Through the historical study of the carnival in São Paulo, ethnographic approach of the school and musical analyses of rhythm standards of Nenê's percussion band, the work intends to demonstrate how these influences have changed the musical making process of this group. The process of São Paulo's carnival changing dialogues directly with the new arrangements assumed by Nenê de Vila Matilde's percussion band in the last decades, which takes part on this process in an active way, through the introduction of typical elements from Rio de Janeiro's groups and the fusion of these with characteristics of the samba and the carnival from São Paulo. / Mestrado / Fundamentos Teoricos / Mestre em Música

Neste trabalho foram estudadas diferentes modificações superficiais do titânio (Ti) como método de preparação de superfícies de eletrodos para baterias de íons lítio (Li+) Inicialmente, as modificações foram produzidas pelas micro-indentações, com posterior corrosão eletroquímica por pites em soluções de brometo. As superfícies polidas, tratadas termicamente e modificadas através de micro-indentações foram avaliadas em diferentes parâmetros, tais como o potencial aplicado, concentração dos íons agressivos no eletrólito, temperatura, tempo dos testes e principalmente, sobre o impacto das deformações causadas pela força indentações para localização de orifícios produzidos por pites. Filmes porosos de titânia (TiO2) crescidos sobre o Ti puro, foram produzidos por anodização a plasma (anodização por centelhamento ou sparking) em 1M H3PO4 e em 1M Na2SO4 e por anodização nanotubular em 1M H3PO4 + 1M NaOH + 0,4 %(peso) HF. Os resultados mostraram, em óxidos tipo “esponja” formados na anodização a plasma em 1M H3PO4 e 1M Na2SO4, a incorporação de elementos do eletrólito contendo, respectivamente, P e S, numa relação de P/O > S/O e em óxidos nanotulares, a predominante incorporação de elemento de F. Posteriormente, as superfícies corroídas por pites e as superfícies de óxidos crescidos por anodização a plasma foram convertidas por sulfetação em diferentes materiais micro e nanoestruturados compostos por sulfetos e oxisulfetos de titânio, ajustando-se as condições de processo. O desenvolvimento proposto mostrou que é possível modificar a composição química do óxido formado por anodização a plasma para nanocristais de TiS2, nanofitas de TiS3 e TiOxSy, sem danificar a morfologia original dos nanoporos de TiO2. Os compostos formados podem ser usados como eletrodos nanoarquiteturados tridimensionais (3D) para microbaterias de íons lítio (Li+) com alta densidade de potência. A síntese desses compostos é realmente promissora, porque eles têm a capacidade de inserir mais íons lítio do que TiO2 puro, resultando em uma melhoria na capacidade das microbaterias. / In this study, different surface modifications of titanium (Ti) were studied as a method of surface preparation of electrodes for ion lithium batteries (Li+). Initially, the modifications were produced by micro-indentation with subsequent electrochemical pitting corrosion in solutions of bromide. The polished surfaces, heat treated and modified through micro indentations were evaluated for different values of parameters, such as applied potential, concentration of aggressive ions in the electrolyte, temperature, polarization time, and mainly intensity of the deformation caused by indentations for localizing holes produced by pitting. It was expected the adjust of location of these parameter settings promotes nucleation of pits, according to the pattern of indentations and growth of pitting depth for increased surface area. Porous films of titania (TiO2) were produced on pure Ti by plasma anodization (or sparking) in 1M H3PO4 and 1M Na2SO4. Nanotubes were synthesized by porous anodization in 1M NaOH + 1M H3PO4 + 0.4 (wt%) HF. The results showed oxide "sponge" like formed by plasma anodization, incorporating elements of the electrolyte containing respectively, P and S in a ratio P/O> S/O and, in nanotubular oxides, with predominant incorporation of F. Subsequently, the pitted surfaces and the surfaces of oxides grown by plasma anodization were converted by sulfidation into different micro and nanostructured materials consisting of titanium sulfide and oxisulfides by adjusting the process conditions. The proposed development has shown that it is possible to modify the chemical composition of the oxide formed by plasma anodizing to nanocrystals of TiS2 and nanobelts of TiS3 and TiOxSy without damaging the original morphology of the nanoporous TiO2. The formed compounds can be used as three-dimensional (3D) nanoarchitectured electrodes for ion lithium batteries (Li+) with high power density. The synthesis of these compounds is promising due to a higher ability to intercalate more ions lithium than pure TiO2, resulting in an improvement in the capacity of microbatteries.

O presente trabalho utilizou a técnica de automontagem camada-por-camada para produzir eletrodos híbridos de poli(o-metoxianilina) e nanopartículas de pentóxido de vanádio. Foram obtidos filmes acusticamente rígidos, homogêneos com relação à massa depositada e com crescimento linear com o número de bicamadas depositadas. A caracterização eletroquímica foi realizada por voltametria cíclica, onde esse filme apresentou alta capacidade de intercalação/desintercalação de íons lítio e de forma reversível. A capacidade eletroquímica desse filme foi então comparada com filmes automontados de poli(dialildimetilamônio)/V2O5 e polialilamina/V2O5. O filme de Poli(dialildimetilamônio) apresentou um crescimento irregular com dissolução das nanopartículas, o que resultou em uma capacidade eletroquímica extremamente inferior ao filme de poli(o-metoxianilina). O filme de polialilamina apresentou uma deposição mais eficiente de V2O5 que o filme de poli(o-metoxianilina), entretanto essa maior quantidade de pentóxido de vanádio não refletiu em um aumento da capacidade do eletrodo. Os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica mostram que o filme de polialilamina é significativamente mais resistivo que o filme de poli(o-metoxianilina). Essa diminuição da condutividade, associada ao fato de que a poli(o-metoxianilina) também participa do processo de eletrointercalação, explicam seu melhor desempenho frente a intercalação de lítio. A difusão iônica do lítio nos filmes automontados foi estudada por varredura linear a diferentes velocidades, foi observado que o coeficiente de difusão no filme com polialilamina é uma ordem de grandeza menor que no filme de poli(o-metoxianilina). Por fim, o desempenho eletroquímico do filme de poli(o-metoxianilina)/V2O5 foi comparado no eletrólito composto por um líquido iônico hidrofóbico [bis(trifluorometanosulfonil)imideto de 1-butil-2,3-dimetil-imidazólio] com um solvente orgânico convencional (carbonato de propileno). O eletrodo se mostrou estável no líquido iônico, com maior capacidade específica e menor perda de capacidade. O desempenho superior ao eletrólito convencional está relacionado com a natureza iônica do líquido iônico e com a dissolução do filme em carbonato de propileno. Esses resultados, associados com o fato de que o líquido iônico estudado é compatível com ânodos de lítio metálico, indicam cátodos de poli(o-metoxianilina)/V2O5 em eletrólitos de (bis(trifluorometanosulfonil)imideto de 1-butil-2,3-dimetil-imidazólio podem desenvolver baterias de lítio de alta capacidade, durabilidade e segurança. / The present work used layer-by-layer technique to assemble hybrid electrodes of poly(o-methoxyaniline) and vanadium pentoxide nanoparticles. The film obtained was acoustically rigid, with homogeneous mass deposition and linear growth over the bilayer deposition. The electrochemical characterization was performed by cyclic voltammetry and the film showed high capacity for lithium intercalation and high reversibility in the extraction process. This film\'s capacity was compared with self-assembled poly(diallyldimetylammonium)/V2O5 and polyallylamine/V2O5. In the poly(diallyldimetylammonium) film, dissolution of the nanoparticles was observed, which reflected on a very low electrochemical capacity. The deposition of vanadium pentoxide was more efficient in polyallylamine, but even with a higher amount of V2O5, this electrode presented a smaller electrochemical capacity than poly(o-methoxyaniline)/ V2O5. Electrochemical impedance spectroscopy measurements showed that the film with polyallylamine was much more resistive than the film with poly(o-methoxyaniline). The smaller conductivity and the fact that poly(o-methoxyaniline) also participates in the electroinsertion processes explains the higher performance of poly(o-methoxyaniline)/ V2O5 electrode. Linear sweep experiments with different scan rates were performed to study the chemical diffusion of lithium in the layer-by-layer films. It was observed that the diffusion coefficient in the polyallylamine film is ten times smaller than in the poly(o-methoxyaniline) film. The capacity poly(o-methoxyaniline)/V2O5 electrode was also compared in different electrolytes; a hydrophobic ionic liquid [1-butyl- 2,3-dimethyl-imidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide] and an organic solvent (propylene carbonate). In ionic liquid the film was stable, had higher capacity and better cyclability, which is related to the ionic nature of the electrolyte and the fact that in propylene carbonate, dissolution of the film was observed. These results, and the possibility of using metallic lithium as anode in [1-butyl-2,3-dimethyl-imidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide], indicates the feasibility of using ionic liquids and poly(o-methoxyaniline)/V2O5 cathodes in safe, durable and high performance lithium batteries.

Orientador: Prof. Dr. Thales Sousa / The world has been searching different sorts of technology to mitigate any energetic crises in function in a growing demand of energy, resulting by generation of pollutants from the actual energy source uses. Developments of new technology application as electric transport with rechargeable cell are actually trends to mitigate these problems, cooperating to reduce energetic and environmental issues. In order, the present work proposes a two electric vehicles study, emphasizing the different classification of each other, depending on how electric and combustion energies are integrated. Different promising technological trend are presented to enhance the driving autonomy from the vehicles as the different ways to storage of energy and fuel feeding methods. Otherwise, the impacts on distribution network, environmental impacts and economic impacts are defined. Ultimately, it¿s made analysis bidirectional battery charger to an electric vehicle, considering every charger module in coupled manner, as the practice must be provided. The charger is made-up by a CA/CC Full-bridge bidirectional converter with power factor controller PFC, and CA/CC Full-bridge bidirectional converter isolation properties. These converters work altogether, providing from the energy distribution network to charge a battery cell and providing energy from the battery cell to the energy distribution network. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014. / O mundo vem buscando diferentes tecnologias que mitiguem a possibilidade de uma crise energética, em função de uma demanda crescente de energia e uma crise ambiental, resultante das emissões de poluentes advinda das fontes de energia atualmente utilizadas. O desenvolvimento de novas tecnologias, como por exemplo, os meios de transporte elétricos recarregáveis, contribuem para que esses problemas sejam mitigados, colaborando para a minimização dos problemas energéticos e ambientais. Nesse sentido, o presente trabalho propõe o estudo dos veículos elétricos, enfatizando as diferentes classificações dos mesmos, dependendo de como a energia elétrica e a energia de combustão são integradas. São apresentadas também, as tecnologias de geração de energia mais promissoras para o aumento de autonomia de condução, bem como as formas de armazenamento da energia e como os veículos elétricos são alimentados. Adicionalmente, são indicados os impactos dos veículos elétricos na rede de distribuição, os impactos ao ambiente e os impactos econômicos. Por último, é feita uma análise de um carregador de baterias bidirecional para um veículo elétrico, considerando todos os módulos do carregador de maneira acoplada, conforme deve ser previsto na pratica. O carregador esta composto por um conversor bidirecional CA/CC Full-Bridge com propriedades de correção de fator de potência e, um conversor bidirecional CC/CC Full-Bridge isolado. Estes conversores trabalham em conjunto fornecendo da rede de distribuição energia para carregar um banco de baterias e entregando energia das baterias à rede de distribuição.