Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 392891.pdf: 18868347 bytes, checksum: e47d02c5e43959554e7a96fc2af41841 (MD5) Previous issue date: 2007-01-26 / Em c?lulas a combust?vel de eletr?lito polim?rico s?lido, o principal componente ? o conjunto membrana/eletrodos (MEA). A camada difusora ? um dos constituintes do MEA, sendo um material comp?sito constitu?do de p? de carbono ao qual ? adicionado politetrafluoretileno (PTFE) para aumentar sua hidrofobicidade, caracter?stica fundamental para controlar o transporte de ?gua no sistema. Sobre a camada difusora ? depositada a camada catal?tica formada por platina suportada em carbono, ? qual ? adicionada uma solu??o de Nafion (marca registrada). Essas camadas apresentam superf?cies uniforme, rugosas e porosas, dificultando suas caracteriza??es. O objetivo deste trabalho foi implementar metodologias de caracteriza??o dessas camadas, visando ? determina??o da molhabilidade, morfologia e porosidade, bem como a otimiza??o de par?metros de fabrica??o do conjunto membrana/eletrodo (MEA). Os MEAs produzidos foram testados em prot?tipo de c?lulas a combust?vel constru?dos na PUCRS. Para a determina??o da molhabilidade das superf?cies foram medidos os ?ngulos de contato pelo m?todo da gota, utilizando um sistema composto por microsc?pio ?tico acoplado a uma c?mara de v?deo. Foram medidos os ?ngulos de avan?o (TETAa) e recuo (TETAr) e atrav?s dessas medidas foram estimados a histerese (DELTA TETA = TETAa - TETAr) e o ?ngulo de equil?brio (TETAe). Na caracteriza??o da morfologia das camadas e substratos foram utilizadas Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Dispers?o de Energia (EDS). Para determinar a porosidade das camadas difusoras e catal?ticas, foram realizados testes baseados no m?todo da impregna??o e medida dos volumes de ?gua para preenchimento dos poros hidrof?licos, e heptano para poros hidrof?licos e hidrof?bicos. Foram constru?dos tr?s MEAs atrav?s de processos otimizados envolvendo quantidade dos constituintes (p? de carbono e PTFE), tipo de substrato (papel e tecido de carbono), limpeza dos materiais e tratamento t?rmico. O desempenho dos MEAs foram testados quanto ? pot?ncia gerada os resultados obtidos comparados com MEA comerciais. Atrav?s do estudo da morfologia evidenciou-se que a incorpora??o do PTFE ao p? de carbono ? uma etapa cr?tica na produ??o das camadas difusoras. Um bom compromisso entre um recobrimento adequado e uma menor rugosidade ? obtido com teores intermedi?rios de PTFE (20%). Constatou-se tamb?m que temperaturas maiores que 330?C n?o s?o indicadas para os tratamentos t?rmicos e que a deposi??o por pulveriza??o n?o forma camadas totalmente uniformes. Na determina??o da porosidade observaram-se resultados compat?veis com os encontrados na literatura para os substratos n?o impregnados. Para os substratos impregnados com comp?sitos, os resultados apresentaram uma maior variabilidade, em especial para os comp?sitos depositados sobre papel de carbono. Em geral, o aumento do teor de PTFE diminui a porosidade total e aumenta o percentual de poros hidrof?bicos para ambos substratos com pequenas discrep?ncias para o papel de carbono devido, provavelmente a maior incerteza por dificuldades apresentadas nas medidas das an?lises efetuadas sobre esse substrato. Na determina??o da hidrofobicidade os resultados apresentaram boa precis?o, em especial para os comp?sitos depositados sobre tecido de carbono. Os valores obtidos dos ?ngulos de contato da camada catal?tica foram menores do que os resultantes da deposi??o da camada difusora devido, possivelmente ? presen?a de Nafion, que por possuir um car?ter hidrof?lico, minimiza as propriedades hidrof?bicas do comp?sito. Esses resultados confirmaram a complexidade dessas camadas bem como o car?ter hidrof?bico do PTFE e hidrof?lico do p? de carbono. Os testes de efici?ncia mostraram que o MEA de melhor desempenho foi o constru?do sobre substrato de papel de carbono. Fazendo uma compara??o entre os conjuntos produzidos em tecido de carbono, o que apresentou melhor desempenho continha maior concentra??o de catalisador.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 385282.pdf: 3229394 bytes, checksum: caa035d2d5444c36697946e1d4157f80 (MD5) Previous issue date: 2006-09-21 / Esta disserta??o tem por objetivo realizar uma pesquisa e desenvolver prot?tipos de c?lulas a combust?vel com membrana para troca de pr?tons (PEMFC), com funcionamento a hidrog?nio. C?lulas a combust?vel s?o eficientes dispositivos eletroqu?micos que geram energia el?trica com reduzido impacto ao meio ambiente, combinando hidrog?nio e oxig?nio. Visando um maior entendimento da opera??o das c?lulas a combust?vel, foi estudado um de seus principais componentes, o MEA (Conjunto Membrana Eletrodo). Foram constru?dos dois prot?tipos unit?rios de PEMFC com funcionamento a hidrog?nio, apresentando-se ao longo da disserta??o os recursos, materiais, procedimentos de montagem e avaliando-se os principais problemas durante a constru??o dos prot?tipos. S?o apresentadas a metodologia de teste utilizada e as vari?veis controladas para permitir uma compara??o com as metodologias utilizadas por outros grupos de pesquisa e desenvolvimento. Os resultados obtidos s?o, assim, comparados com resultados alcan?ados com c?lulas a combust?vel comerciais, testadas pelo pesquisador, assim como com aqueles resultados apresentados pela literatura. Buscando avaliar a possibilidade futura da continuidade deste trabalho, foi realizado um estudo da perspectiva de investimentos necess?rios para o desenvolvimento de uma c?lula a combust?vel de 1 kW de pot?ncia, que possibilite um n?mero maior de aplica??es.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 385272.pdf: 1405067 bytes, checksum: 5c29b3d4087920fbfe0a487d5b1dfe6f (MD5) Previous issue date: 2006-09-21 / Esta disserta??o tem por objetivo o estudo e a implementa??o de prot?tipos das c?lulas a combust?vel com utiliza??o direta de metanol e etanol. As c?lulas a combust?vel com utiliza??o direta de metanol (DMFC) possuem vantagens em rela??o a outros tipos de c?lulas a combust?vel como a utiliza??o de um combust?vel l?quido, facilmente armazen?vel e dispon?vel no mercado e de operar em baixa temperatura, entrando rapidamente em regime de trabalho. Al?m de aplica??es veiculares e estacion?rias, as DMFC se tornaram, em fun??o dessas caracter?sticas, uma escolha preferencial para utiliza??o em aparelhos port?teis e hoje s?o desenvolvidas pesquisas e aplica??es para esse mercado. ? apresentada a metodologia de testes de forma a viabilizar a compara??o de resultados alcan?ados por outros grupos de pesquisa assim como demonstrar a evolu??o dos prot?tipos a partir das an?lises efetuadas. Como alternativa voltada para combust?vel nacional e renov?vel ? testada e avaliada a utiliza??o de etanol (?lcool et?lico) na c?lula implementada. Visando avaliar a possibilidade de aplica??o pr?tica, ? implementado um sistema piloto de ilumina??o com a utiliza??o de led de alta efici?ncia alimentado por DMFC. Assim ? realizada uma proje??o financeira e uma avalia??o t?cnica da constru??o de uma c?lula de 1 kW, que se mostrou fact?vel. Como resultado deste trabalho pioneiro foi implementada a primeira c?lula a combust?vel com utiliza??o direta de metanol do sul do Brasil tendo sido incorporada a tecnologia de c?lulas com utiliza??o direta de metanol e etanol. Em fun??o do trabalho conjunto com a equipe do projeto vinculado, foi implantado um laborat?rio de estudo e pesquisa de c?lulas a combust?vel.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-11-22T20:18:42Z No. of bitstreams: 1 CleonilsonMafraBarbosa_TESE.pdf: 4055728 bytes, checksum: 4de55338df2c07716d2c555f19dcc09a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-11-22T23:43:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CleonilsonMafraBarbosa_TESE.pdf: 4055728 bytes, checksum: 4de55338df2c07716d2c555f19dcc09a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-22T23:43:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CleonilsonMafraBarbosa_TESE.pdf: 4055728 bytes, checksum: 4de55338df2c07716d2c555f19dcc09a (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Esse trabalho prop?s uma rota alternativa de s?ntese de catalisadores para rea??es de oxida??o do metanol e etanol a serem aplicados em c?lulas a combust?vel, sendo estes a base de ?xidos e precursores mistos de ni?bio e t?ntalo puros e dopados com cobalto, cobre e n?quel, obtidos a partir do mineral de base, a columbita/tantalita. Inicialmente, foi efetivado um planejamento experimental da purifica??o total deste min?rio, na sequ?ncia, foi realizada a dopagem usando um percentual de 10%, em massa. Os tratamentos t?rmicos foram realizados em tr?s diferentes temperaturas (110, 400 e 600 ?C). Na sequ?ncia, foi efetivada a s?ntese do precursor oxalato, que foi utilizado, por conseguinte, na s?ntese dos precursores dopados onde estes passaram pelos mesmos procedimentos dos ?xidos. O min?rio puro e tratado foi caracterizado por fluoresc?ncia de raios X (FRX) e difra??o de raios X (DRX) que mostraram a sua total purifica??o. O precursor foi avaliado atrav?s das an?lises de difra??o de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho (IV), an?lises t?rmicas (TG/DTG/DSC e DTA) e a microscopia eletr?nica de varredura (MEV); apresentando part?culas inferiores a 0,2 micrometros, um alto valor de perda de massa (76,6 %) e uma estrutura porosa de formas irregulares. Os catalisadores puros e dopados foram submetidos ?s an?lises por difra??o de raios X (DRX), espectroscopia de fotoel?trons excitados por raios X (XPS), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET), que apresentaram fortes ind?cios de propriedades catal?ticas para a oxida??o devido a sua r?pida redu??o. Na caracteriza??o el?trica, estes catalisadores foram avaliados pela t?cnica da voltametria de pulso diferencial (DPV) atrav?s de sensores em rea??o para a oxida??o dos ?lcoois. As an?lises demonstraram que estes materiais s?o ?timos condutores, porque aumentaram a passagem de corrente el?trica do eletrodo de trabalho em at? duas ordens de grandeza superior ao eletrodo de ouro. Os melhores desempenhos para as rea??es foram observados principalmente com o dopante de cobre, seguido por o n?quel, o puro e depois o de cobalto, considerando ainda que os materiais obtidos possuem caracter?sticas apropriadas para aplica??o em eletrodos de c?lulas a combust?vel. / This paper proposes an alternative route for producing catalysts for methanol and ethanol oxidation reactions to be applied on fuel cells. Those catalysts are based on oxides and precursors of mixed niobium and tantalum materials in their pure and doped (with Co, Cu or Ni) forms. These materials are obtained from columbite/tantalite, which is the base mineral for Nb, Ta. At first, an experimental planning for the complete purification of the mineral was performed. After purification, 10%wt. doping with each of the metals, and thermal treatment at three different temperatures (110,400 and 600?C) was carried out. Un-doped purified oxides were then subject to complexation process followed by metal addition (doping) and thermal treatment. Purified and thermally treated mineral was characterized by X-Ray Fluorescence (XRF) and X-Ray Diffraction and complete purification was attained. Complex precursors were evaluated on the basis of XRD, Infra-Red Spectroscopy (IR), thermal behavior (TG/DSC and DTA) and morphology (Scanning Electron Microscopy) and presented particle sizes under 0.2 ?m, elevated weight loss (76.6%) and a porous structure of irregular shape. Pure and doped catalysts were characterized on XRD, XPS (X-Ray Excited Photon Spectroscopy), SEM and TEM (Transmission Electron Microscopy) basis, presenting indication of catalytic properties interesting for oxidation reactions, such as quick surface reduction. Electrical evaluation of the catalysts was performed according to Differentia Pulse Voltammetry (DPV) with the use of micro sensors during alcohol oxidation reactions. These analyses indicated the excellent conducting characteristics of the materials as electric current flow was increased in two orders of magnitudes in comparison to gold electrodes. The best catalytic behaviors were observed when dopping was performed with copper, followed by nickel, without and cobalt dopant addition. Therefore, the synthesized materials presented characteristics that indicate their suitability for use as fuel cells electrodes.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 402612.pdf: 2135404 bytes, checksum: 1527ce17a59e224199f1a3aa6908a00b (MD5) Previous issue date: 2008-03-31 / O objetivo principal dessa disserta??o ? estudar e implementar um sistema de alimenta??o eletr?nico, tendo como gerador de energia el?trica o m?dulo comercial de c?lulas de combust?vel INDEPENDENCE 1000, para compatibilizar os n?veis de tens?o, entre o m?dulo gerador com um inversor trif?sico comercial modelo CFW-07 da WEG S.A., foi desenvolvido um conversor elevador realimentado, os interruptores utilizados no circuito de pot?ncia s?o IGBT s operando em freq??ncia de 20 KHz. Foi realizada uma revis?o bibliogr?fica sobre c?lulas de combust?vel, um estudo sobre o m?dulo INDEPENDENCE 1000 para a correta instala??o e opera??o. Foi pesquisado sobre as caracter?sticas do inversor comercial para determinar os valores nominais do conversor elevador, determinado os par?metros partiu-se para o estudo e projeto do controlador e em seguida a implementa??o f?sica do conversor elevador realimentado e ensaios para valida??o do projeto. O trabalho faz parte dos produtos esperados no projeto Estudo e Aplica??es de C?lulas de Combust?vel na Gera??o de Energia patrocinado pela ANEEL e CEEE no ciclo de 2004.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomarioCPC_DISSERT.pdf: 2804031 bytes, checksum: de24445f3cd5632ba7fbddbcd387cbaa (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Materials consisting of perovskite-type oxides (ABO3) have been developed in this work for applications in fuel cell cathodes of solid oxide type (SOFC). These ceramic materials are widely studied for this type of application because they have excellent electrical properties, conductivity and electrocatalytic. The oxides LaMnO3, LaFeO3, LaFe0.2Mn0.8O3 e La0.5Fe0.5MnO3 were synthesized by the method of microwave assisted combustion and after sintering at 800?C in order to obtain the desired phases. The powders were characterized by thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM) and voltammetric analysis (cyclic voltammetry and polarization curves). The results obtained by XRF technique showed that the microwave synthesis method was effective in obtaining doping oxides with values near stoichiometric. In general, powders were obtained with particle size less than 0.5 μm, having a porous structure and uniform particle size distribution. The particles showed spherical form, irregular and crowded of varying sizes, according to the analysis of SEM. The behavior of the oxides opposite the thermal stability was monitored by thermogravimetric curves (TG), which showed low weight loss values for all samples, especially those of manganese had its structure. By means of Xray diffraction of the samples sintered at 800?C was possible to observe the formation of powders having high levels of crystallinity. Furthermore, undesirable phases such as La2O3 and MnOx were not identified in the diffractograms. These phases block the transport of oxygen ions in the electrode/electrolyte interface, affecting the electrochemical activity of the system. The voltammetric analysis of the electrocatalysts LF-800, LM-800, LF2M8-800 e L5F5M-800 revealed that these materials are excellent electrical conductors, because it increased the passage of electrical current of the working electrode significantly. Best performance for the oxygen reduction reaction was observed with iron-rich structures, considering that the materials obtained have characteristics suitable for use in fuel cell cathodes of solid oxide type / Materiais constitu?dos de ?xidos do tipo perovskita (ABO3) t?m sido desenvolvidos no presente trabalho para aplica??es em c?todos de c?lulas a combust?vel do tipo ?xidos s?lidos (SOFC). Estes materiais cer?micos s?o amplamente estudados para esse tipo de aplica??o porque apresentam ?timas propriedades el?tricas, condutoras e eletrocatal?ticas. Os ?xidos LaMnO3, LaFeO3, LaFe0,2Mn0,8O3 e La0,5Fe0,5MnO3 foram sintetizados pelo m?todo de combust?o assistida por microondas e logo ap?s sinterizados a 800?C a fim de obter as fases desejadas. Os p?s obtidos foram caracterizados por termogravimetria (TG), difratometria de raios-X (DRX), fluoresc?ncia de raios-X (FRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e an?lise voltam?trica (voltametria c?clica e curvas de polariza??o). Os resultados obtidos atrav?s da t?cnica de FRX evidenciam que a escolha do m?todo de s?ntese por microondas foi eficaz na obten??o de ?xidos com valores de dopagens pr?ximos ao estequiom?trico. No geral, foram obtidos p?s com tamanho de part?culas inferiores a 0,5 μm, apresentando estrutura porosa e distribui??o de part?culas uniformes. As part?culas se apresentaram na forma esf?rica, irregular e aglomerada de tamanhos variados, segundo a an?lise de MEV. O comportamento dos ?xidos frente ? estabilidade t?rmica foi monitorado atrav?s das curvas termogravim?tricas (TG), a qual mostrou baixos valores de perdas de massa para todas as amostras, principalmente aquelas que apresentavam o mangan?s em sua estrutura. Por meio da difratometria de raios-X das amostras sinterizadas a 800?C foi poss?vel observar a forma??o de p?s com elevados valores de cristalinidade. Al?m disto, fases indesej?veis como La2O3 e MnOx, n?o foram identificadas nos difratogramas. Estas fases bloqueiam o transporte de ?ons oxig?nio na interface eletrodo/eletr?lito, comprometendo a atividade eletroqu?mica do sistema. A an?lise voltam?trica dos eletrocatalisadores LF-800, LM-800, LF2M8-800 e L5F5M-800 demonstrou que estes materiais s?o ?timos condutores, porque aumentaram a passagem de corrente el?trica do eletrodo de trabalho de forma significativa. Melhor desempenho para a rea??o de redu??o de oxig?nio foi observado com estruturas ricas em ferro, considerando que os materiais obtidos possuem caracter?sticas apropriadas para aplica??o em c?todos de c?lulas a combust?vel de ?xidos s?lidos

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-31T22:25:53Z No. of bitstreams: 1 CarolineGomesMoura_DISSERT.pdf: 2102873 bytes, checksum: c954d6aaea1a58ccd102a726f8bae793 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-04-01T23:05:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CarolineGomesMoura_DISSERT.pdf: 2102873 bytes, checksum: c954d6aaea1a58ccd102a726f8bae793 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T23:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarolineGomesMoura_DISSERT.pdf: 2102873 bytes, checksum: c954d6aaea1a58ccd102a726f8bae793 (MD5) Previous issue date: 2015-06-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / O PSFC (Pr0.5Sr0.5Fe1-xCuxO3-?) ? um novo ?xido misto com estrutura perovskita que vem sendo estudado para aplica??o como catodo de c?lulas a combust?vel de ?xido s?lido de temperatura intermedi?ria (600-750 ?C), principalmente devido a sua elevada condutividade i?nica e eletr?nica abaixo de 800 ?C. Neste trabalho, p?s de PSFC com duas composi??es diferentes (Pr0,5Sr0,5Fe0,8Cu0,2O3-PSFC5582 e Pr0,5Sr0,5Fe0,6Cu0,4O3-PSFC5564) foram sintetizados pelo m?todo dos citratos utilizando uma nova rota. Os p?s obtidos foram caracterizados por an?lise t?rmica (Termogravimetria e Calorimetria Diferencial Explorat?ria), e os materiais calcinados a 800, 900 e 1000 ?C por 5h foram analisados por difratometria de raios X (DRX), com refinamento Rietveld dos dados de difra??o e dilatometria. Filmes de composi??o PSFC5582 foram obtidos por serigrafia do p? calcinado a 1000 ?C. Os filmes foram depositados em substrato de c?ria dopada com gadol?nia (CGO) e sinterizados a 1050 ?C por 2h. O desempenho eletroqu?mico dos eletrodos foi avaliado por espectroscopia de imped?ncia e a interface eletrodo/eletr?lito foi observada por microscopia eletr?nica de varredura (MEV). A resist?ncia espec?fica por ?rea (ASR) foi 0,44 ?.cm? a 800 ?C, um valor pouco inferior aos reportados na literatura para catodos contendo cobalto. Os coeficientes de expans?o t?rmica (CET) do PSFC de ambas as composi??es variaram entre 13 e 15 x 10-6 ?C-1 , numa faixa de temperatura de 200 a 650 ?C, demonstrando a boa compatibilidade t?rmica destes catodos com eletr?litos de Ce0,9Gd0,1O1,95 (CET = 12 x 10-6 ?C). / The PSFC (Pr0.5Sr0.5Fe1-xCuxO3-?) is a new mixed oxide perovskite and has been studied and evaluated the cathode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs), mainly due to its good compatibility with the electrolyte (CGO) and its high ionic conductivity and electronic in intermediate temperature. In this work, PSFC powders with two different compositions (Pr0,5Sr0,5Fe0,8Cu0,2O3- PSFC5582 and Pr0,5Sr0,5Fe0,6Cu0,4O3-PSFC5564) were synthesized by the citrate method using a new route. The powders obtained were characterized by thermal analysis (Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetry), and the material calcined at 800, 900 and 1000 ?C for 5h were analyzed by X-ray diffractometry (XRD), with the Rietveld refinement of the diffraction data and dilatometry. PSFC5582 composite films were obtained by screen printing of powder calcined at 1000 ?C. The films were deposited on substrate ceria doped with gadolinia (CGO) and then sintered at 1050 ?C for 2h. The electrochemical performance of the electrodes was evaluated by impedance spectroscopy and the interface electrode/electrolyte was observed by scanning electron microscopy (SEM). The specific resistance area (ASR) was 0.44 ?.cm? at 800 ?C, slightly lower than those reported in the literature for cathodes containing cobalt. The thermal expansion coefficients of both the PSFC compositions were obtained and varied between 13 and 15 x 10-6 ?C-1 , in a temperature range of 200 to 650 ?C, demonstrating the good thermal compatibility of cathodes with Ce0,9Gd0,1O1,95 electrolytes (CET = 12 x 10-6 ?C).

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 402192.pdf: 9176578 bytes, checksum: 2a1b0695bcdab809f18f32475e33755c (MD5) Previous issue date: 2008-03-31 / A proposta deste trabalho est? centrada na pesquisa, modelagem e implementa??o computacional de novas fontes de gera??o distribu?da visando analisar o comportamento din?mico, transit?rio e do perfil da tens?o de cada uma das fontes, atrav?s de simula??es, de forma a assegurar uma opera??o est?vel e segura. Para o estudo da opera??o destas fontes, ? desenvolvido um modelo din?mico, em ambiente de Matlab/Simulink, de uma microrede composta por um grupo de c?lulas combust?veis e de microturbinas a g?s utilizando m?quinas s?ncrona a im?s permanentes e ass?ncrona como gerador. A an?lise dos resultados ? baseada em tr?s diferentes cen?rios de simula??o. No primeiro cen?rio ? realizado uma simula??o est?tica onde ? analisado o comportamento da tens?o para diferentes carregamentos e, a partir desta an?lise ? definido o limite de opera??o de cada fonte. No segundo cen?rio, ? simulado um degrau de pot?ncia a cada fonte operando isoladamente e um incremento de carga quando as tr?s fontes operam juntas, em paralelo, ligadas a rede. No terceiro cen?rio, as fontes de gera??o distribu?da s?o conectadas a um pequeno sistema de distribui??o, que pode ser representado por um barramento infinito, e ? simulado a ocorr?ncia de um curto-circuito considerando, nesta situa??o, cada fonte operando junto com a rede de distribui??o, como tamb?m, as tr?s fontes juntas. Ent?o, s?o analisados o perfil das tens?es, correntes e pot?ncias de todas as barras do sistema modelado de forma a avaliar a opera??o e o desempenho de cada fonte operando de forma isolada, bem como o impacto das fontes de Gera??o Distribu?da operando em conjunto com a rede de distribui??o.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmandaLM_DISSERT.pdf: 3676559 bytes, checksum: 256cb3ce22bbf3b5f114a2ff3021de96 (MD5) Previous issue date: 2013-02-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Fuel cells are electrochemical devices that convert chemical energy into electricity. Due to the development of new materials, fuel cells are emerging as generating clean energy generator. Among the types of fuel cells, categorized according to the electrode type, the solid oxide fuel cells (SOFC) stand out due to be the only device entirely made of solid particles. Beyond that, their operation temperature is relatively high (between 500 and 1000 ?C), allowing them to operate with high efficiency. Another aspect that promotes the use of SOFC over other cells is their ability to operate with different fuels. The CeO2 based materials doped with rare earth (TR+3) may be used as alternatives to traditional NiO-YSZ anodes as they have higher ionic conductivity and smaller ohmic losses compared to YSZ, and can operate at lower temperatures (500-800?C). In the composition of the anode, the concentration of NiO, acting as a catalyst in YSZ provides high electrical conductivity and high electrochemical activity of reactions, providing internal reform in the cell. In this work compounds of NiO - Ce1-xEuxO2-δ (x = 0.1, 0.2 and 0.3) were synthesized from polymeric precursor, Pechini, method of combustion and also by microwave-assisted hydrothermal method. The materials were characterized by the techniques of TG, TPR, XRD and FEG-SEM. The refinement of data obtained by X-ray diffraction showed that all powders of NiO - Cex-1EuxO2-δ crystallized in a cubic phase with fluorite structure, and also the presence of Ni. Through the characterizations can be proved that all routes of preparation used were effective for producing ceramics with characteristics suitable for application as SOFC anodes, but the microwave-assisted hydrothermal method showed a significant reduction in the average grain size and improved control of the compositions of the phases / C?lulas a combust?vel s?o dispositivos eletroqu?micos que convertem a energia qu?mica em el?trica. Em virtude do desenvolvimento de novos materiais, as c?lulas a combust?vel v?m se destacando como promissores na gera??o de energia de forma limpa. Dentre os tipos de c?lulas a combust?vel, classificadas de acordo com o tipo de eletr?lito, destacam-se as de ?xido s?lido (SOFC), por serem as ?nicas inteiramente constitu?das por s?lidos. Al?m disso, pela sua temperatura de opera??o ser relativamente elevada (entre 500 e 1000 ?C), estas c?lulas operam com alta efici?ncia. Outro aspecto que favorece o emprego de SOFC ? a sua habilidade de operar com diferentes combust?veis, como fontes de hidrog?nio.Os materiais a base de CeO2 dopados com terras raras (TR+3) podem ser utilizados como alternativas aos tradicionais anodos de NiO-YSZ. Al?m de maior condutividade i?nica maior e menores perdas ?hmicas, elas podem operar a temperaturas mais baixas (500- 800?C). Na composi??o do anodo, a concentra??o de NiO, atuando como catalisador confere alta condutividade el?trica e alta atividade eletroqu?mica das rea??es, proporcionando a reforma interna do combust?vel na c?lula. Neste trabalho compostos de NiO - Ce1-xEuxO2-δ (x = 0,1; 0,2 e 0,3), foram sintetizados a partir do m?todo dos precursores polim?ricos, Pechini, do m?todo de combust?o e, tamb?m, pelo m?todo hidrotermal assistido por micro-ondas. Os materiais obtidos foram caracterizados atrav?s das t?cnicas de TG, DRX, TPR e MEV-FEG. O refinamento dos dados obtidos pela difra??o de raios X indicou que todos os p?s de NiO - Ce1- xEuxO2-δ cristalizaram-se em uma fase c?bica com estrutura fluorita, e tamb?m a presen?a de NiO. Todas as rotas de prepara??o utilizadas mostraram-se eficientes para a produ??o de p?s com caracter?sticas adequadas para aplica??o como anodos de SOFC, por?m o m?todo hidrotermal assistido por micro-ondas apresentou significativa redu??o do tamanho m?dio de gr?os e melhor controle das composi??es das fases

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlaviaMA_TESE_partes_autorizadas.pdf: 1059426 bytes, checksum: e2aa7ae9084b3b21cbc8a9c274f271a1 (MD5) Previous issue date: 2012-11-13 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Alternative and clean energy generation research has been intensified in last decades. Among the alternatives, fuel cells are one of the most important. There are different types of fuel cells, among which stands out intermediate temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) matter of the present work. For application as cathode on this type of devices, the ceramic Ba0.5Sr0.5C0.8Fe0.2O3-? doped with rare earth ions (Nd, Sm) have been quite promising because they show good ionic conductivity and operate at relatively low temperatures (500 - 800?C). In this work, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-?, (BaSr)0.5Sm0.5Co0.8Fe0.2O3-? and (BaSr)0.5Nd0.5C0.8Fe0.2O3-? were obtained by modified Pechini method, making use of gelatin as polymerizing agent. The powders were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Temperature Programmed Reduction (TPR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The perovskite phase was observed in all X-ray patterns for the materials Ba0.5Sr0.5C0.8Fe0.2O3-? doped with rare earth ions (Nd, Sm). The SEM images showed that the materials have a characteristics porous, with very uniform pore distribution, which are favorable for application as cathodes. Subsequently, screen-printed assymmetrical cells were studied by impedance spectroscopy, to assess the kinetics of the cathode for the reduction reaction of oxygen. The best resistance to the specific area was found for the cathode BSSCF sintered at 1050 ?C for 4 hours with around 0.15 ?.cm2 at 750 ?C as well as cathodes BSNCF and BSCF obtained resistances specific area of 0.2 and 0.73 ?.cm2, respectively, for the same conditions. The polarization curves showed similar behavior to the best cathodes BSSCF and BSNCF, such combination of properties indicates that the film potentially depict good performance as IT-SOFC cathodes / Pesquisas voltadas para formas alternativas e n?o poluentes de gera??o de energia que v?m se intensificando. Entre essas, destacam-se as c?lulas a combust?vel de ?xido s?lido de temperatura intermedi?ria (IT-SOFC). Para aplica??o como catodo deste tipo de dispositivo, os ?xidos cer?micos Ba0,5Sr0,5C0,8Fe0,2O3-? dopadas com ?ons de terras raras (Nd, Sm) t?m se mostrado bastante promissores pelo fato de possu?rem boa condutividade i?nica e operarem em temperaturas relativamente baixas (500-800?C). Neste trabalho, Ba0,5Sr0,5C0,8Fe0,2O3-? (BSCF), (BaSr)0,5Sm0,5C0,8Fe0,2O3-? (BSSCF) e (BaSr)0,5 Nd0,5C0,8Fe0,2O3-? (BSNCF) foram obtidos pelo m?todo Pechini modificado, fazendo uso de gelatina que atua como agente polimerizante e coordenante. Os p?s obtidos foram caracterizados por Difra??o de Raios X (DRX), Redu??o ? Temperatura Programada (RTP) e Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) e Microscopia Eletr?nica de Transmiss?o (MET). A fase perovsquita foi evidenciada em todos os difratogramas de raios X nos ?xidos Ba0,5Sr0,5C0,8Fe0,2O3-? dopados com ?ons de terras raras (Nd, Sm). As imagens de MEV evidenciaram que o p? obtido ? poroso, o que favorece seu uso como c?todos. Posteriormente, foram preparadas c?lulas assim?tricas por screen-pritting para estudos de microestrutura e de espectroscopia de imped?ncia, a fim de avaliar a cin?tica de c?todo da rea??o de redu??o do oxig?nio no c?todo. A melhor resist?ncia ? ?rea espec?fica foi encontrada para o c?todo BSSCF sinterizado a 1050 ?C durante 4 horas com 0,15 ?.cm2 na temperatura de 750?C, bem como os c?todos BSNCF e BSCF obtiveram resist?ncias ? ?rea espec?fica de 0,20 e 0,73 ?.cm2 , respectivamente, para as mesmas condi??es. As curvas de polariza??o demonstraram comportamentos semelhantes aos melhores c?todos BSSCF e BSNCF, sendo assim, adequados para aplica??o como material cat?dico nas SOFC