Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Dayse Iara dos Santos / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / 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 / Resumo: Nos últimos anos a questão energética tem sido o foco principal de grande parte da comunidade cientifica, onde a mesma se empenha arduamente na busca por soluções alternativas aos sobrecarregados meios convencionais de obtenção de energia elétrica. Neste contexto, as células a combustível surgem como sistemas alternativos na geração de energia elétrica. Tais dispositivos convertem energia química em energia elétrica de forma direta, silenciosa e, principalmente, ecologicamente correta. Dentre os vários tipos de células a combustível, as células PEMFC (Próton Exchange Membrane Fuel Cell) se destacam das demais, pois podem utilizar vários combustíveis em sua configuração, além de operar em baixas temperaturas, sendo ideais para sistemas portáteis, veiculares e estacionários. Neste sentido, o presente trabalho se apresenta de forma a desenvolver materiais com elevada eletroatividade para serem implantados no compartimento anódico destes sistemas. Dentre os inúmeros tipos de materiais que podem ser utilizados nesta configuração de célula, os compostos intermetálicos de fase ordenada surgem como excelente alternativa, pois os mesmos apresentam elevada eletroatividade frente à oxidação de hidrogênio e álcoois de baixo peso molecular. Os compostos intermetálicos nanoparticulados PtSn, PtSb, PtSn/C e PtSb/C e a Pt/C foram sintetizados em baixa temperatura via processo poliol utilizando etileno glicol como solvente e agente redutor, e carbono vulcan XC-72 como suporte. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por Difração de Raios - X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e Espectroscopia de Energia Dispersiva por Raios - X (EDX). A técnica DRX mostrou que o produto final é predominantemente composto pelas fases intermetálicas ordenadas, coexistindo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the last years the energy issue has been the main focus of much of the scientific community, where it strives hard in the search for alternative solutions to overburdened conventional ways of obtaining electric energy. In this context, fuel cells appear as alternative systems in the generation of electric energy. Such devices convert chemical energy into electrical energy in a direct, silent and mostly environmentally correct manner. Among the various configuration of fuel cells, the PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) one stand out from the others as they may fed by different fuels, operate at low temperatures and they are ideal for portable, veiculares and stationary uses. In this perspective, the present work present the results obtained from de search for electrode materials with high electroactivity to be implanted in the anodic compartment of PEMFC. Ordered intermetallics materials emerge as excellent electrode material, alternative to Platinum, and moreover they can be successfully used as methodological tool to understand electrocatalysis process. Furthermore, they exhibited high electroactivity toward the oxidation reaction of hydrogen and low molecular weight alcohols. The nanoparticles intermetallics compounds PtSn, PtSb, PtSn/C and PtSb/C and Pt/C were synthesized at low temperature by polyol process using ethylene glycol as a solvent and reducing agent, and carbon Vulcan XC-72 as support. The electrocatalysts were characterized by X-Ray Diffraction(XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX). XRD showed that the final product is predominantly composed by ordered intermetallics phases, coexisting a secondary phase of the platinum (cfc) in the materials PtSn/C, PtSb/C and PtSb... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: O aquecimento global e o agravamento da qualidade de vida da população causado principalmente pela queima de combustíveis fósseis (petróleo, diesel, gasolina), que emite milhões de toneladas de poluentes ao meio ambiente, é um dos focos principais da atualidade. Além disso, a certeza de que os combustíveis fósseis são bens esgotáveis abre margem para mais pesquisas em energias limpas, particularmente para os veículos automotores. Neste sentido tem recebido particular atenção a tecnologia de célula a combustível, que pode ser aplicada para o transporte urbano e corrobora para a melhoria da atual situação ambiental do planeta. As células a combustível surgem como tecnologias realmente promissoras para a geração de energia e embora já existam diversos protótipos e estudos no mundo, ainda são inviáveis comercialmente, fator este que pode ser contornado, com a evolução tecnológica e a possibilidade de produção em série, num futuro próximo. Dentre as diversas tecnologias hoje existentes, as células PEM (membrana de troca protônica) são as mais indicadas e fazem parte dos protótipos de veículos automotores em desenvolvimento, pois combina durabilidade, alta eficiência, tem rápido acionamento e opera em temperaturas relativamente baixas. Essa dissertação tem como objetivo a análise econômica comparando um ônibus movido com célula a combustível com um ônibus movido com motor de combustão interna. Além disso, foi calculada a eficiência ecológica para a produção do hidrogênio a partir de processos de reforma a vapor de gás natural, reforma a vapor de etanol, eletrólise por turbina eólica e eletrólise com energia de água vertida em hidroelétrica. / Abstract: The global warming is decreasing the life quality of population caused mainly by burning of fossil fuels (oil, diesel, gasoline) that emit millions of tons of pollutants to the environment. Besides, the certainty that those fossil fuels are non-renewable resources allows more researches in cleaner energy, and particularly in vehicles. This way, fuel cell has received particular attention because it can be applied in urban transport and improves the actual environmental situation of the world. The fuel cells appear like a promising technology for energy generation. Although there are a lot of prototypes and researches in the world, its commercialization is impracticable, although it can be changed over the technological evolution and an additional production, in a near future. Among several technologies in the present, the PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) is the most appropriated and take part of prototypes of vehicles in progress, because it combines durability, high efficiency, good response at room temperatures and it works at relatively low temperatures. The purpose of this dissertation was performes an economic analysis, comparing buses moved by fuel cells and buses moved by internal combustion engine. Furthermore was developed an ecological efficiency of hydrogen produced by natural gas, ethanol, electrolyse by wind turbine and hydrogen by hydroelectric power plant. / Orientador: Júlio Santana Antunes / Coorientador: José Luz Silveira / Banca: Pedro Magalhães Sobrinho / Banca: José Rui Camargo / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / Resumo: A oxidação de pequenos compostos orgânicos, tais como: gás natural, metano, propano, metanol e etc., tem gerado um grande interesse para a utilização em células a combustível, pois, o hidrogênio pode ser obtido por reforma catalítica dos mesmos e ou por oxidação direta dos combustíveis. Porém, o eletrocatalisador mais utilizado para a oxidação, a platina, é facilmente envenenado pela adsorção química do monóxido de carbono (CO). O CO se adsorve de duas maneiras; a primeira, de forma linear, utilizando um sítio de platina e, a segunda, em forma de ponte, utilizando dois sítios, fazendo com que o rendimento e eficiência da célula a combustível seja comprometido. Assim torna-se necessário o desenvolvimento de eletrocatalisadores que sejam mais tolerantes ao envenenamento por CO. Uma alternativa seria os materiais intermetálicos, que são um tipo especial de liga metálica, formada de platina e outros metais M (M = Mn, Pb, Sb e Sn)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The oxidation of small organic compounds such as natural gas, methanol, ethanol etc.m has highly increased interest for utilization of such compounds in fuel cells, once the hydrogen can be easily obtained by catthalitic reform of the compounds or by direct oxidation of such fuels. However, platinum, which is the most used electrocatalyst is easily poisoned by chemical adsortion of carbon monoxide (CO). CO is adsorption in two different ways: in the first one, in a linearly configuration, the adsorption is performed using a platinum site, while in the second one it is performed, in a bridge configuration, using two sites, compromising performance and the efficiency of the fuel cell. For such a reason, the development of electrocatalyst which are more tolerant to CO poisoning is necessary. A potential alternative would be the intermetallic materials, which are special metallic alloy, formed by platinum and other...(Complete abstract, click electronic address below) / Mestre