O trabalho desenvolvido nesta dissertação busca um melhor entendimento da tecnologia de partida elétrica de motores aeronáuticos em corrente alternada como alternativa interessante e mais eficiente que os arranques-geradores com escovas e os sistemas pneumáticos, além de possuir aderência natural à filosofia "More Electric Airplane" (MEA). Como base para os cálculos para o dimensionamento do sistema de partida elétrica sem escovas identificou-se as curvas de torque do arranque-gerador e do motor de propulsão, e, a relação da rotação das máquinas com o tempo de partida. O equacionamento proposto visou obter uma estimativa da energia que seria demandada pela fonte de energia elétrica; no caso, baterias. A partir da demanda de energia calculada, analisaram-se as opções de bateria disponíveis para o atendimento do sistema e, com isso, identificaram-se limitações das opções disponíveis para o atendimento da demanda dos aviões analisados, quatro aeronaves com categorias distintas de motor. Analogamente, encontraram-se limitações para futuros desenvolvimentos de baterias no que diz respeito ao peso, volume e custo. O resultado principal do trabalho estabeleceu a criticalidade do uso de baterias para a partida elétrica em corrente alternada de motores aeronáuticos de acordo com a classe de tração.

Um dos principais poluentes responsáveis pelo o efeito estufa é o dióxido de carbono (CO2) que é lançado na atmosfera principalmente pelos processos de queima de combustíveis fósseis e de gaseificação de biomassa. Assim, é desejável que o gás produzido destes processos sejam tratados reduzindo a emissão de dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio na atmosfera, ou ainda preferencialmente, reformados, no sentido de produzir gás de síntese (H2 + CO), um gás combustível com alto poder calorífico recuperável. Dentre os principais processos de tratamento e reforma de gases incluem os processos a plasma, destacando-se os geradores de plasmas em pressão atmosférica não térmicos a partir das descargas de arco fixo ou deslizante devido ao baixo custo de construção e consumo de energia. Neste cenário, este trabalho apresenta o estudo de um sistema inovador de geração de plasma em pressão atmosférica em que a descarga se inicia de forma de um arco deslizante em vórtice reverso e é posteriormente estabilizada em arco fixo. A descarga foi operada em ar, CO2 e com uma mistura de ambos, visando investigações do processo de reforma de CO2 em CO, bem como das condições de operação da descarga em que ocorre uma redução de emissão de NO2 tendo como parâmetro valores fixos do comprimento (A) entre os pontos de fixação do arco nas regiões de eletrodos da descarga. A seletividade e o rendimento destes processos, correlacionados com o comprimento (A), foram avaliados pelas análises das propriedades elétricas da descarga e também pelas análises químicas utilizando as técnicas de espectroscopia óptica de emissão e espectrometria de massa. Os resultados obtidos referente à caracterização elétrica da descarga, mostram que para um comprimento (A) fixo, o aumento da vazão de gás conduz ao aumento da tensão enquanto a corrente se mantém praticamente constante. Com o aumento do comprimento (A), a tensão da descarga também aumenta, contudo a corrente se mantém praticamente constante para uma vazão fixa de gás, exceto para o maior comprimento (A) no qual a corrente apresenta seu valor mais baixo. As análises por espectroscopia de emissão óptica, para a descarga operando com ar, indicam a predominância de bandas de nitrogênio e picos de oxigênio e argônio. Para a descarga operando com CO2 predominam picos relativos aos metais presentes nos eletrodos e picos de carbono e oxigênio com baixas intensidades. Com a mistura ar + CO2, são gerados predominantemente bandas de nitrogênio, possivelmente NO e picos de metais advindos dos eletrodos. É observado também picos de baixa intensidade referentes ao carbono, oxigênio e argônio. Pelas análises por espectrometria de massa, os resultados indicam que ocorre uma taxa de conversão máxima de CO2 de 10,24% operando com CO2 puro e 7,44% quando operando em mistura com ar, ambos para o caso em que o comprimento (A) é fixado em seu menor valor investigado de 14,7 mm. Embora com baixas taxas de conversão, nestas condições, é possível obter uma seletividade máxima de CO de cerca de 99% . A seletividade mínima para o NO2, em torno de 49 %, é observada para o comprimento intermediário (A) de 23,3 mm. Esse reator foi originalmente projetado no intuito de flexibilizar sua configuração tanto para operar em regime de arco fixo como de arco deslizante ou mesmo nestes dois regimes associados, viabilizando seu emprego como parte integrante de diferentes sistemas de tratamento ou reforma de gases.

O setor de microgeração eólico no mundo já supera 270MW com milhares de pequenas turbinas com até 100kW de potencia instalada. Em 2010, este setor, no mundo, cresceu mais de 50% em faturamento e deve continuar em alta à medida que a expectativa do preço da energia seja de alta e a consciência ambiental aumente. No Brasil, a microgeração recebeu um grande incentivo com a Resolução Normativa da ANEEL N 482, de 17 de abril de 2012 que estabelece as condições gerais para a conexão de sistemas de microgeração e minigeração distribuída às redes de transmissão de energia elétrica tais como Pequenas Centrais Hidráulicas - PCH, Solar fotovoltaico, Eólico, Biomassa e Cogeração qualificada. Com esta normativa, qualquer cidadão brasileiro, quer seja pessoa física ou jurídica, pode agora montar um sistema de geração de energia de pequeno porte utilizando painel solar fotovoltaico ou aerogerador, conectá-lo na rede pública de energia e receber créditos para abater na sua própria conta de energia. Neste trabalho serão focadas as tecnologias Fotovoltaica e eólica, pois são as que apresentam maior desenvolvimento no país e são mais adequadas à geração distribuída. Como esta resolução normativa é bastante recente, pois entrou em vigor em dezembro de 2013, surgem grandes questionamentos que podem definir o futuro da microgeração distribuída no país: - Compensa investir em sistemas de micro ou minigeração distribuídas de energia, no contexto da normativa 482? - Com quanto tempo o meu investimento trará retorno? Neste contexto o objetivo desta dissertação é aplicar ferramentas de modelagem de processo para detalhar o passo a passo deste novo negócio de geração distribuída de energia, utilizando sistema solar ou eólico, identificando as variáveis envolvidas no processo, principalmente aquelas que podem contribuir para a avaliação da viabilidade econômica do processo em estudo. Para respaldar este estudo, foi desenvolvida toda uma fundamentação teórica envolvendo as principais áreas da tecnologia, necessárias ao bom entendimento do trabalho. Foi proposto um modelo para este novo negócio de geração de energia com 14 subprocessos.O resultado da modelagem deste processo nos trouxe um fluxo de trabalho com 14 subprocessos bastante detalhados, onde foi aplicada a ferramenta SIPOC, que mostrou os fornecedores, as entradas , as saídas e os clientes de cada subprocesso.Por fim, o modelo foi aplicado num projeto real de um sistema fotovoltaico de 50kWp, onde o estudo de viabilidade mostrou que a tecnologia fotovoltaica, na atual realidade brasileira, não se apresenta com uma boa opção de investimento para empresas enquadradas nas tarifas do grupo A.Já para os estabelecimentos do grupo B (tarifa residencial) essa tecnologia já apresenta uma boa atratividade para o investimento.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores - Major Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

ABREU, Felipe Diógenes. Síntese e caracterizacão de novos fotossensibilizadores de complexos polipiridínicos de rutênio. 2013. 78 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-31T19:20:33Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fdabreu.pdf: 1154504 bytes, checksum: 6e4cebfbd74d3f83b10463abe4d690ab (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-31T23:17:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fdabreu.pdf: 1154504 bytes, checksum: 6e4cebfbd74d3f83b10463abe4d690ab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T23:17:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fdabreu.pdf: 1154504 bytes, checksum: 6e4cebfbd74d3f83b10463abe4d690ab (MD5) Previous issue date: 2013 / In this study were synthesized ruthenium (II) bichromophoric complexes of the type [Ru (dcbpy2) mbpy-L] where dcbpy = 4,4 '- dicarboxy-2, 2'-bipyridine and mbpy-OH (4'- methyl-2, 2'-bipyridine-4-carboxylic acid) and L dyes 2-aminoanthracene (2-ant) or 2- aminonaphthalene (2-naphthyl) for the purpose of evaluating the potential use in photovoltaic devices (dye sensitizer solar cells DSC) and photodynamic therapy (PDT). Each of the complexes were characterized by UV/vis, visible emission, IV, 1H NMR and cyclic voltammetric studies. The UV-vis spectra shows bands in the visible region (approximately 460 nm) assigned to metal to ligand charge transfer transition (MLCT). Both complexes showed strong luminescent bands in the visible region with an excited-state lifetime of 712 and 787 ns for [Ru(dcbpy2)mbpy-naf]2+ and [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+, respectively. The Ru(II)/(III) couple in the complexes are shifted (1.36 V vs Ag/AgCl) positively with regard to that of the starting complex (0.50 V vs Ag/AgCl). The photovoltaic performance of the solar cells based on these complexes was obtained under AM 1.5 conditions. The overall efficiency of energy conversion (η) are much lower than those achieved for the dye cis- [Ru(dcbpy)2(NCS)2] (N3) under the same experimental conditions. The compounds were also investigated with respect on their 1O2 generation quantum yields, with irradiation at 350, 419 and 575 nm, and photocleavage capabilities on DNA. For the [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+ complex, the lowest energy excited state is 3MLCT with better quantum yield of 0,0654. On the other hand, for [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+ complex the lowest energy excited state is localized on 3ππ of the anthracene ligand, and exhibit high 1O2 generation quantum yields (0,86). Preliminary studies of the interaction of these complexes with plasmid DNA conducted by gel electrophoresis showed signs of cleavage, suggesting their promising applications in PDT. / Nesse trabalho foram sintetizados e caracterizados os sistemas bicromofóricos do tipo [Ru(dcbpy2)mbpy-L], onde dcbpy = 4,4’- dicarboxi-2,2’-bipiridina, mbpy-OH = 4’-metil-2,2’-bipiridina-4-ácido carboxílico e L = 2-aminoantraceno (2-ant) ou 2-aminonaftaleno (2-naf), com a finalidade de avaliar a potencial aplicação dos mesmos em dispositivos fotovoltaicos (Células Solares Sensibilizadas por Corantes, DSCs) e em terapia fotodinâmica (TFD). Os compostos foram caracterizados por UV-vis, emissão, IV, RMN 1H e voltametria cíclica. Os espectros UV-vis destes complexos apresentaram bandas na região do visível (aproximadamente 460 nm) atribuídas a transições de transferência de carga metal ligante (MLCT). Os complexos apresentam bandas intensas de luminescência com tempos de vida do estado excitado de 712 e 787 ns para [Ru(dcbpy2)mbpy-naf]2+ e [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+, respectivamente. O par redox RuIII/II dos complexos são deslocados positivamente (~1.36 V vs Ag/AgCl) em relação ao complexo de partida [Ru(dcbpy2)Cl2] (0,50 V vs Ag/AgCl). A performance fotovoltaica das células solares sensibilizadas com estes complexos foram obtidas sob condições de 1,5 AM. Os valores de eficiência global de conversão de energia () são muito inferiores aos obtidos para o corante Ru(dcbpy)2(NCS)2 (N3) nas mesmas condições experimentais. Os compostos foram também investigados em relação a geração de oxigênio singlete (1O2) com irradiação em 460 nm, e sua capacidade de fotoclivagem em DNA. Para o complexo [Ru(dcbpy2)mbpy-naf]2+, o estado excitado de menor energia é 3MLCT com rendimento quântico de 0,0654 em metanol. Por outro lado, para o complexo [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+, o estado excitado de menor energia está localizado no 3 do ligante antraceno, e exibe alto rendimento quântico de geração de 1O2 (0,81). Estudos preliminares da interação destes complexos com DNA plasmídico investigada por eletroforese em gel (agarose) mostram indícios de clivagem, sugerindo a potencialidade dos mesmos em TFD.

O objetivo do trabalho foi demonstrar que o polivinilcarbazol (PVK) dopado com Perclorato de Lítio (LiClO4) pode converter energia luminosa em energia elétrica. Esse material polimérico possui a propriedade de absorver e gerar pares de elétron-lacunas fornecendo uma corrente elétrica quando exposto à iluminação. Para essa finalidade foi construído um dispositivo (célula solar) com a seguinte estrutura: vidro / ITO / a-Si:H (p) / polímero PVK / µ-Si:H (n) / Al, tendo o PVK dopado como camada ativa. O estudo proposto, dessa maneira, teve como finalidade: pesquisar, desenvolver, fabricar e caracterizar esse dispositivo, analisando suas características elétricas e ópticas, sua eficiência de conversão (rendimento) e outros fatores relacionados ao seu desempenho e do processo de fabricação. / The objective of this article is to demonstrate that the Poly(N-vinylcarbazole) PVK dumped with lithium perchlorate (LiClO4) can transform solar energy to electrical energy. This polymer material has the property of absorbing and generate electron hole pairs, providing an electric current when exposed to enlightenment. To achieve that, a solar cell has been constructed with the follow structure: glass structure/ITO/a-Si:H (p)/polymer PVK/µ-Si:H (n)/Al, with the PVK working as active layer. This proposed article had the objective to research, develop, construct and characterize this device, analyzing its electrical and optical characteristics, efficiency and other topics related to its development and construction process.

In the last decade the hybrid propulsion has been considering as a viable alternative of chemical energy conversion stored in propellants into kinetic energy. This energy is applied in propulsive systems of manned platforms, maneuvering procedures and even in the repositioning process of micro satellites. It presents attractive features and good balance between performance and environmental impact. Paraffin based grains are the hybrid solid fuels appointed as polymeric fuel substitute. The liquid layer formed on the burning surface ensures high regression rate when driven into the flame front. Paraffin grains allow raw material recovery and reduce the risk of explosion in the presence of erosive burning. The structure of the grain and the control of the liquefying burning surface layer depend on the additives concentration, such as carbon black, which are added to the fuel matrix during the production process. In the solid propellant paraffin based grain a cylindrical center port developed during the centrifugation tends to concentrate carbon black in the outer region of the grain. The influence of carbon black distribution and hardness gradient in paraffin based grain were evaluated in this work. Despite being a well-known material, scarce data on the relation of activation energy (Ea) of paraffin is available. In this work, the kinetic parameters (activation energy and pre-exponential factor) of microcrystalline 140/1450F paraffin have been raised through Thermo Gravimetric Analysis in conjunction with the Arrhenius kinetic mechanism, according to ASTM-E1461. The analysis indicated that the microcrystalline 140/1450F paraffin presents activation energy of 242 kJ.mol-1 and pre-exponential factor from 1.42x1020 min-1 to 2.90x1025 min-1. Ignition was achieved with a 50 W pyrotechnic igniter. Firing tests with 140/1450F paraffin as solid fuel and gaseous oxygen (GOX) as oxidizer were carry on at pressure above 3.8 MPa. The study suggests that multiple thin layers grain may generate burning surfaces with hardness and carbon black concentration almost constant. In this work combustion instability presented by rocket engine was calculated applying the frequency and boundary layer delay time relationship as proposed by Karabeyoglu. The frequency instability up to was evaluated using LabVIEW data acquisition system. In hybrid propulsion the carbon black has been playing a key role in the gas production process on the burning surface, the contribution of carbon black in the combustion instability suppression of hybrid propulsion system with paraffin-based propellant was evaluated. The results confirm the potential use of paraffin base propellant grains loaded with carbon black charge in hybrid propulsion. Paraffin propellants grains doped with carbon black (CB - from 2% to 8%) were burned on the rocket engine test workbench in the Aeronautical Engineering Laboratory / ITA. In the hybrid combustion performance evaluation based on conventional methods approach, it was applied graphical means to visualize the flow path results. Through the flow profile adjustment it was identified a global regression rates values near the practical grain consumption. The model represented graphically the relationships between oxidizer mass flow rate from with injection pressure from and it is recommended as a tool to help the hybrid propulsion performance assessment.

A tese foca dois tópicos principais: a caracterização de filmes de TiO 2para aplicação em células solares sensibilizadas por corantes, DSCs, e a investigação das propriedades fotoquímicas e fotofísicas de complexos polipiridínicos de Re(I). Filmes mesoporosos de TiO2 foram preparados pela rota sol-gel e pelo óxido comercial P25 (Degussa) e foram caracterizados por XRD, SEM, B.E.T e XPS. Ambos os óxidos foram empregados com sucesso nas células solares, mas os filmes do óxido preparado pela rota sol-gel são mais transparentes e adequados para a aplicação em janelas inteligentes. Já as DSCs com o óxido P25 possuem maior eficiência de conversão entre 600 e 800 nm devido ao maior espalhamento de luz nessa região causado pela presença de agregados de nanopartículas no filme mesoporoso. Os substratos condutores foram tratados com soluções de TiCl4 formando uma camada de bloqueio que diminui as reações de recombinação nas DSCs. Isso provoca um aumento da eficiência do dispositivo, de 5,7 para 6,5%. Efeito similar foi observado tratandose a superfície dos filmes de TiO2 com TiCl4, o que resultou num aumento da eficiência de transporte de elétrons nos óxidos obtidos pela rotas sol-gel tanto ácida quanto básica. O TiO2 obtido pela rota básica adsorve menos corante, mas possui melhor eficiência de coleta e separação de cargas. A sobreposição dos filmes nas células solares resulta em eficiências de 5,8%. DSCs com extratos de amora, framboesa ou mirtilo foram investigadas e avaliadas pela composição dos extratos, pelos espectros eletrônicos e de ação. A radiação prolongada da célula solar com extrato de amora, que apresentou a melhor eficiência de conversão, comprovou a estabilidade do dispositivo por no mínimo 36 semanas. Os complexos polipiridínicos de Re(I) fac-[Re(CO)3(Me4phen)(trans-L)]PF6, L = stpy ou bpe, e fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-bpe)]PF6 foram sintetizados e caracterizados quanto às suas propriedades espectrais, fotoquímicas e fotofísicas. As variações espectrais sob irradiação em 313, 334, 365 ou 404 nm são atribuídas à isomerização trans-cis do ligante coordenado. Os rendimentos quânticos reais do processo, F, foram determinados por 1H RMN em conjunto com espectrofotometria. Os complexos com trans-bpe possuem Φ independentes do comprimento de onda de irradiação com valores médios de 0,32 para o complexo com Me4phen, e 0,37 para o complexo com dppz. Já o fac- [Re(CO)3(Me4phen)(trans-stpy)]+ apresenta Φ maiores para irradiações entre 313 e 365 nm (0,59), do que em 404 nm (0,31). A dependência do comprimento de onda de irradiação indica que mais de um mecanismo de isomerização está ocorrendo no complexo com transstpy. Os fotoprodutos, cis-complexos, são luminescentes em acetonitrila a 298 K. Os complexos com Me4phen podem ser reconvertidos no isômero trans sob irradiação a 254 nm, com rendimentos quânticos de aproximadamente 0,15. O decaimento da emissão desses complexos foi investigado em diferentes meios e a diferentes temperaturas. O comportamento emissivo foi racionalizado em função da energia relativa dos estados excitados e um mecanismo para desativação foi proposto com a conversão interna do estado 3ILMe4phen para o 3MLCTRe→Me4phen envolvendo uma barreira de energia / The thesis focus on two main topics: characterization of TiO2 films for Dye-sensitized solar cells, DSCs, and investigation on photochemical and photophysical properties of Re(I) polypyridyl complexes. Mesoporous TiO2 films were prepared by sol-gel method and by commercial oxide (P25, Degussa) and were characterized by XRD, SEM, B.E.T. and XPS. Both oxides were successfully employed in solar cells. Sol-gel TiO2 films are more transparent and, therefore, adequate for application on smart windows. On the other hand, DSCs with the P25 oxide have higher conversion efficiency in 600-800 nm region, due to the light scattering caused by nanoparticle aggregates in the mesoporous film. Conductive substrates were treated with TiCl4 solutions to deposit a blocking layer that decreases recombination reactions in DSCs. The treatment enhances the efficiency of the device, from 5.7 to 6.5%. Similar effect was observed by treating the surface of TiO2 films in the same way. The improvement was attributed to the enhancement of the electron transport efficiency in TiO2 films prepared by both, acid or basic sol-gel methods. Dye adsorption on TiO2 obtained by the basic method is lower, however the oxide has higher efficiencies of charge harvesting and charge separation. The use of both films in DSCs, one over the other, results in an efficiency of 5.8%. DSCs with natural extracts of mulberry, raspberry and blueberry were investigated analyzing extract compositions, electronic and action spectra. Long term radiation of DSCs with the mulberry solar cell, which has the highest efficiency, showed the device stability at least for 36 weeks. Re(I) polypyridyl complexes, fac-[Re(CO)3(Me4phen)(trans-L)]PF6, L = stpy or bpe, and fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-bpe)]PF6 were synthesized and characterized by their spectral, photochemical and photophysical properties. Spectral changes under 313, 334, 365 or 404 nm irradiation are attributed to the trans-to-cis isomerization of the coordinated ligand. True quantum yields of the process, Φ, were determined by 1H NMR associated to UV-vis spectroscopy. The quantum yields for fac-[Re(CO)3(Me4phen)(trans-bpe)] (Φ = 0.32) and fac- [Re(CO)3(dppz)(trans-bpe)] (F = 0.37) are irradiation wavelength independent. On the other hand, F for fac-[Re(CO)3(Me4phen)(trans-stpy)]+ are higher for 313, 334 and 365 nm irradiation (0.59), than at 404 nm irradiation (0.31). This indicates the occurrence of more than one isomerization pathway in the trans-stpy complex. The photoproducts, cis-complexes, are luminescent in acetonitrile at 298 K. The Me4phen complexes can be back converted to the trans isomers with quantum yields of 0.15 under 254 nm irradiation. The emission decay of these complexes was investigated in different media and at several temperatures. The luminescence behavior was rationalized in terms of the relative energy of excited states. A deactivation pathway is proposed considering the internal conversion of the 3ILMe4phen to the 3MLCTRe→Me4phen excited states with an energy barrier

O objetivo do trabalho foi demonstrar que o polivinilcarbazol (PVK) dopado com Perclorato de Lítio (LiClO4) pode converter energia luminosa em energia elétrica. Esse material polimérico possui a propriedade de absorver e gerar pares de elétron-lacunas fornecendo uma corrente elétrica quando exposto à iluminação. Para essa finalidade foi construído um dispositivo (célula solar) com a seguinte estrutura: vidro / ITO / a-Si:H (p) / polímero PVK / µ-Si:H (n) / Al, tendo o PVK dopado como camada ativa. O estudo proposto, dessa maneira, teve como finalidade: pesquisar, desenvolver, fabricar e caracterizar esse dispositivo, analisando suas características elétricas e ópticas, sua eficiência de conversão (rendimento) e outros fatores relacionados ao seu desempenho e do processo de fabricação. / The objective of this article is to demonstrate that the Poly(N-vinylcarbazole) PVK dumped with lithium perchlorate (LiClO4) can transform solar energy to electrical energy. This polymer material has the property of absorbing and generate electron hole pairs, providing an electric current when exposed to enlightenment. To achieve that, a solar cell has been constructed with the follow structure: glass structure/ITO/a-Si:H (p)/polymer PVK/µ-Si:H (n)/Al, with the PVK working as active layer. This proposed article had the objective to research, develop, construct and characterize this device, analyzing its electrical and optical characteristics, efficiency and other topics related to its development and construction process.