Orientador: Elson de Campos / Coorientador: Rogério Pinto Mota / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: José Roberto Ribeiro Bortoleto / Resumo: Aços inoxidáveis martensíticos, contendo 12-13% de cromo, 2-5% de níquel e menos de 0,06% de carbono, vem sendo utilizados desde a década de 60, por exemplo, na fabricação de equipamentos hidráulicos, tais como turbinas, bombas e propulsores. Aços como o ASTM A743 CA-6NM, temperados e revenidos, passam por processos de tratamento de superfície, visando aumentar a resistência à erosão e corrosão, pois devem, operar sob condições de alta agressividade. Dentre as técnicas utilizadas para revestimento de superfície, a aspersão térmica, HVOF (Hight Velocity Oxigen Fuel), é um processo altamente utilizado, por sua viabilidade técnica e econômica. Atualmente, o aço ASTM A743 CA-6NM com revestimento do tipo WC-10Co-4Cr, com espessura em torno de 100 e 200 µm, é o material mais empregado nos diversos equipamentos hidráulicos, tais como: rotores de bombas, pás de turbinas e hélices navais. O conhecimento das características microestruturais do revestimento e de seu comportamento com relação à corrosão são de grande importância na definição dos parâmetros para a realização da aspersão térmica, gerando economia e qualidade do revestimento. Neste trabalho são realizadas análises por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura com EDS sobre os revestimento aspergido com WC-10Co-4Cr, visando estudar os parâmetros relacionados à porosidade e composição da microestrutura. Além disso, foram realizadas análises da dureza, ao longo de todo o revestimento, visando estabelecer correla... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Martensitic stainless steels, containing 12-13% chromium, 2-5% nickel and less than 0.06% carbon, have been used since the 1960s, for example, in the manufacture of hydraulic equipment such as turbines, pumps and propellers. The steels ASTM A 743 CA-6NM, in quenched and tempered conditions, undergo surface treatment processes to increase resistance to erosion and corrosion, once they do operate under conditions of high aggressiveness. Among techniques used for surface coating, thermal spraying, HVOF (Hight Velocity Oxigen Fuel), is a highly utilized process, due to its technical and economical viability. Currently, ASTM A743 CA-6NM steel with WC-10Co-4Cr type coating, with a thickness of 100 µm and 200 µm, is the most used material in the various pieces of equipment, such as: pump rotors, naval blades and propellers. The knowledge of the microstructural characteristics of the coating and its behavior in relation to corrosion are of great importance, in the definition of the parameters for the realization of the thermal spray, generating economy and quality of the coating. In this paper, optical microscopy and scanning electron microscopy with EDS, on WC-10Co-4Cr sputtering coatings were carried out to study the parameters related to the porosity and microstructure composition. In addition, hardness analyses were performed throughout the coating, to establish correlation with microscopic analysis and electrochemical analysis in order to understand the behavior of the coating in saline solution NaCl 3.5% (wt/wt); all images acquired, passed by digital processing images. The results showed that the coatings obtained with 6 passes (W6) or 8 passes (W8) presented low porosity, less than 2%, and the pores measured in the W6 coating presented smaller Feret diameter and greater circularity. Dilution analysis ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-08-10T14:43:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoEletrocatalisadoresPtru.pdf: 2342308 bytes, checksum: 03dd98ab46ac9679181fff4f0340f1e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-25T13:52:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoEletrocatalisadoresPtru.pdf: 2342308 bytes, checksum: 03dd98ab46ac9679181fff4f0340f1e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T13:52:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoEletrocatalisadoresPtru.pdf: 2342308 bytes, checksum: 03dd98ab46ac9679181fff4f0340f1e3 (MD5) Previous issue date: 2016-01-25 / Eletrocatalisadores de PtRu, PtRuRh e PtRuPd suportados em carbono tem sido amplamente estudado para a eletro-oxidação de metanol e etanol. Dentre as diferentes possibilidades de preparo destes eletrocatalisadores está o método de redução por borohidreto de sódio. Para que a atividade catalítica seja otimizada, é necessário que o eletrocatalisador esteja distribuído uniformemente. Uma das possibilidades é o uso de sais precursores complexos, inclusive aqueles com ligante amina. O objetivo deste trabalho, foi verificar a influência da adição de uma solução de hidróxido de amônio (NH4OH) à solução dos precursores. Os eletrocatalisadores foram caracterizados fisicamente por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) e Difração de Raios-X (DRX). Para a caraterização eletroquímica, as técnicas de Voltametria Cíclica e Cronoamperometria foram utilizadas. Os resultados de EDX mostraram que as composições dos eletrocatalisadores ficaram muito próximas da composição nominal. O tamanho de cristalito e o parâmetro de rede obtidos por DRX apresentaram modificações com a alteração do método. Os resultados de MET mostram a distribuição mais homogênea de partículas nos eletrocatalisadores preparados com a adição de solução de NH4OH 4 mol.L-1 embora isto não seja determinante na atividade eletrocatalítica. Nos testes eletroquímicos, as correntes foram normalizadas pela carga de eletro-oxidação de uma monocamada de CO e pela atividade da massa de platina e desta forma comparadas. Os resultados de Voltametria Cíclica e Cronoamperometria mostraram diferentes atividades para a eletro-oxidação de metanol e etanol. Os resultados de DEMS para os eletrocatalisadores trimetálicos de PtRuRh e PtRuPd mostraram diferentes quantidades de produtos voláteis e desta forma foi possível estabelecer a ordem de atividade para estes eletrocatalisadores. / PtRu, PtRuRh and PtRuPd electrocatalysts supported on carbon has been widely studied for electro-oxidation of methanol and ethanol. Among different possibilities of preparing these electrocatalysts is the method of reducing with sodium borohydride. For the catalytic activity is optimized, it is necessary that the electrocatalyst is distributed evenly. One possibility is the use of complex precursor salts, including those with amine linker. In this work, we tried to assess the effect of adding an ammonium hydroxide solution (NH4OH) the solution of precursors. The electrocatalysts were characterized physically by Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy Dispersive X-ray (EDX) and X-ray diffraction (XRD). For the electrochemical characterization, the techniques of chronoamperometry and cyclic voltammetry were used. The results of EDX showed that the compositions of the electrocatalysts were very close to the nominal composition. The crystallite size and the lattice parameter obtained by XRD showed changes with the change of the method. The TEM results show a homogeneous distribution more particle on electrocatalysts preparations with the addition of NH4OH solution 4 mol L-1 although this is not be determinant in electrocatalytic activity. Nos electrochemical testicles, as chains were for standard electro-oxidation of CO and load monolayer for the mass activity and compared this way. The cyclic voltammetry and chronoamperometry results showed different activities paragraph an electro-oxidation of methanol and ethanol. The results of DEMS electrocatalysts trimetallic of PtRuRh and PtRuPd showed different amounts of products and volatile. This way possible and establish an activity order these electrocatalysts.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMERBB.pdf: 2068253 bytes, checksum: 56debaecbcffc32c31ac4eefef0cae33 (MD5) Previous issue date: 2002-04-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study was carried out to investigate the electrochemical preparation of a composite polypyrrole / cobalt, as well as your characterization physical-chemistry. The composite was electropolymerized on a platinum substrate in aqueous solution with lithium perchlorate. It was characterized electrochemically with cyclic voltammetry. A voltammetric behavior quite differentiated between the pure polypyrrole and the composite it was observed, above all, for the pronounced cathodic peak that appeared in the voltammogram of the composite, which was attributed to the metallic deposition. The interesting in this case was that the cathodic peak appeared in a more positive potential in the composite than when verified on pure platinum. Besides, it was observed although in presence of the cobalt the redox processes in the polymeric suffered a potential displacement. Such results suggested the presence of an interaction between the metallic cobalt and the polymeric phase, possibly a complexation between the cobalt and the polypyrrole. A morphological analysis of the film was made by scanning electronic microscopy, having observed a more regular surface and with smaller nodules for the material of the composite. The X-ray difractometry of the films it was also done, but it didn't take to conclusive results. A chemometrics study was accomplished through 22 factorial design involving the synthesis variables and the voltammetric analysis variables of the composite, while optimization procedures, using the response surface methodology, was accomplished with the intention of increasing the intercalation of the cobalt in the polymeric phase. As a measure of the intercalation, it was taken the parameter current density of cathodic peak of the process regarding the cobalt. The results showed an increase of 73.7% in this current density of cathodic peak for the film synthesized in the optimized condition, in comparison with the largest value found before the optimization. / Este trabalho teve como objetivos a preparação eletroquímica de um compósito polipirrol / Co, bem como a sua caracterização tanto eletroquímica quanto físico-química. O compósito foi eletropolimerizado sobre um substrato de Pt, em meio aquoso de perclorato de lítio, e caracterizado eletroquimicamente por voltametria cíclica. Um comportamento voltamétrico bastante diferenciado entre o polipirrol puro e o compósito polipirrol / Co foi observado, sobretudo pelo pronunciado pico catódico que surge no compósito, e que vem sendo atribuído à deposição metálica. O interessante deste processo catódico se deve ao fato dele surgir a um potencial mais positivo no compósito do que quando verificado sobre Pt pura. Além disso, observa-se ainda que em presença do metal os processos redox do polímero sofrem um deslocamento de potencial. Tais resultados sugerem a presença de uma interação entre o metal e a fase polimérica, possivelmente uma complexação entre o Co e o polipirrol. A análise morfológica do filme foi feita por microscopia eletrônica de varredura, tendo-se observado uma superfície mais regular e com nódulos de menor tamanho para o material compósito. A difratometria de raios-X dos filmes também foi feita, mas não levou a resultados conclusivos. Um estudo quimiométrico envolvendo as variáveis de síntese e análise do compósito foi realizado através de planejamentos fatoriais 22, enquanto que procedimentos de otimização, empregando a metodologia de superfícies de resposta, foram realizados com o intuito de aumentar a intercalação do metal na matriz polimérica. Como uma medida da intercalação tomou-se o parâmetro corrente de pico do processo catódico referente ao cobalto, e os resultados mostraram um aumento de 73,7 % nesta corrente de pico do filme otimizado, em comparação ao maior valor encontrado antes da otimização.

Orientador: André Henrique Rosa / Banca: Paulo Sérgio Tonello / Banca: Marcia Cristina Bisinoti / Banca: Maria Olimpia de Oliveira Resende / Banca: Wander Gustavo Botero / Resumo: Os estudos de especiação em águas naturais são a chave para a compreensão do comportamento e destino dos íons metálicos no ambiente, uma vez que estes elementos podem ser encontrados em diversas formas químicas (livres ou complexados). A mobilidade, biodisponibilidade e transporte desses íons podem ser influenciados pela presença da matéria orgânica natural (MON) e as substâncias húmicas aquáticas (SHA), principais ligantes presente no ambiente aquático. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver métodos eletroanalíticos utilizando a cronopotenciometria de redissolução anódica (SCP) e a técnica de redissolução nernstiana na ausência de gradientes (AGNES) capazes de determinar a concentração de cádmio total (CdT) e livre (CdL), respectivamente, diretamente em amostras de águas dos rios Itapanhaú (RI) e Sorocabinha (RS) localizados no estado de São Paulo, que possibilitem uma futura aplicação on-site. E avaliar a influência da MON e SHA extraídas desses rios nas interações com o Cd(II) e/ou Pb(II). Para investigar o efeito da sazonalidade foram coletadas amostras de água no março e novembro de 2014, as quais foram caracterizadas através de parâmetros de qualidade da água, carbono orgânico dissolvido (COD), espectroscopia UV/Vis e concentrações de metal total, dissolvido e "livre" (ultrafiltrado em 1kDa com fluxo tangencial - UFT). As SHA e suas frações (ácido húmico (AH) e fúlvico (AF) foram caracterizadas por meio da análise elementar, RMN 13C e fracionadas atra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study of speciation in natural waters are crucial to understand the behaviour and fate of metal ions in the environment, since these elements can be found in different chemical forms (complexed or free). The mobility, bioavailability and transport of these ions can be influenced by natural organic matter (NOM) and aquatic humic substances (AHS), which are the main ligands in aquatic environments. The objective of this thesis was to develop electroanalytical methods using the techniques stripping chronopotenciometry (SCP) and absence of gradients and nernstian stripping (AGNES), which are able to determine the concentration of total (TCd) and free (FCd) cadmium directly in water samples from the rivers Itapanhaú (RI) and Sorocabinha (RS), located in the state of São Paulo. It would make possible a future on-site measurement applications. This study also aimed to evaluate the influence of NOM and AHS extracted from these rivers in the interactions with Cd(II) and Pb(II). Water samples were taken in march and november/2014 in order to investigate the effect of seasonality. These samples were characterised using water quality parameters, dissolved organic carbon (DOC), UV/VIS spectroscopy and concentrations of total, dissolved and free metal (ultrafiltered through 1 kDa membrane with tangential flow- TUF). AHS and their fractions (humic, HA, and fluvic acid, FA) were characterised by elemental analysis, NMR 13C. They were fractionated through TUF through membranes 100, 30, 10, 3 and 1 kDa. The methods developed of SCP (TCd determination) and AGNES (CdL determination) applied in the in natura and ultrafiltered (1 kDa) samples were validated using graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS). The results showed that the main differences between the waters from RI and RS are related probably to the influence of seawater and seasonality. The structural composition of AHS and FA presented hig... / Doutor

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:24:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:17:12Z : No. of bitstreams: 1 148766.pdf: 3551799 bytes, checksum: 4aaea6ff1186d698c93399c3475787b7 (MD5) / Novos complexos de fórmula geral trans-[RuCl2(L)4], onde L = ácido nicotínico (i), dinicotínico (ii), isonicotínico (iii), vinil-4-piridina (iv) e 3-(pirrol-1-metil)piridina (v), bem como um aducto molecular derivado de metaloporfirina (vi) foram sintetizados, purificados e caracterizados espectroscopicamente por FT-IR, UV-vis, RMN de 1H e 13C. As propriedades redox e espectroscópicas de UV-vis para i, ii e iii revelam forte influência do pH. As constantes de equilíbrio para iii foram determinadas por titulação potenciométrica. Os complexos iv e v puderam ser eletropolimerizados em eletrodos inertes, gerando filmes eletroativos. As propriedades redox e espectroscópicas dos centros metálicos do aducto molecular vi, [(ClMn(Ph3)Ppy)Ru(bipy)2(H2O)](PF6)2.3H2O apresentam sensíveis diferenças em relação aos fragmentos isolados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:48:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278182.pdf: 1311075 bytes, checksum: a0d4b9c6f8f3d272a36faa1633898f8c (MD5) / Sulfadiazina foi quantificada em duas amostras de produtos farmacêuticos usando voltametria de onda quadrada. O sinal analítico foi obtido por redução em vez de oxidação da sulfa sobre eletrodo de carbono vítreo. A determinação eletroanalítica foi realizada em solução-tampão Britton-Robinson 0,04 mol L-1 com pH 6,8. A redução irreversível da sulfadiazina foi observada em -1,49 V vs. Ag/AgCl. A curva analítica foi obtida na faixa de concentração entre 62,7 e 340 µmol L-1 (R = 0,9986) e o limite de detecção foi 10,9 µmol L-1. Para uma amostra analisada, os valores de recuperação ficaram entre 94,9 e 101,1%, enquanto para a outra amostra foram entre 96,0 e 104,6%, indicando que a composição da matriz não interfere nos resultados analíticos. A exatidão da metodologia eletroanalítica foi comparada com o método padrão titulação amperométrica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:03:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258453.pdf: 1262099 bytes, checksum: ff7bbab2ddd60f52c2cfaea9e6ce433a (MD5) / Durante os sucessivos ciclos de uma turbina a vapor, se concentram na superfície das palhetas e rotores, impurezas como, por exemplo, os íons sódio, sulfato, fosfato, cálcio e cloreto. Em vista da ação deletéria que esses íons causam sobre o sistema, o controle da qualidade da água deve ser minucioso, pois mesmo a presença de impurezas em níveis de ppb, quando associadas aos concentradores de tensões, provoca trincas que podem se propagar e levar à fratura do material, por meio do processo de corrosão-fadiga. As falhas dos componentes da turbina geram prejuízos e aumento nos custos de manutenção, além da perda da confiabilidade do equipamento. Neste estudo foram coletadas amostras de vapor no ponto de entrada na turbina de baixa pressão de uma usina termoelétrica e do condensado polido, em períodos de operação normal e partida da máquina. As amostras foram analisadas por meio de cromatografia iônica, com sensibilidade em níveis de ppb, possibilitando verificar a qualidade da água. Além disso, foram instalados filtros coletores de depósitos de impurezas do vapor, que posteriormente foram analisados por MEV/EDX, fornecendo mais subsídios para correlacionar os resultados das análises, possibilitando o monitoramento da qualidade da água e dos processos corrosivos no ciclo de vapor. Estudos com eletrodos rotativos de AISI 403 formando menisco em meios de alta concentração salina, com e sem proteção de esmalte, foram realizados visando obter condições semelhantes à do condensado nas palhetas (NaCl 25%). Estes estudos foram feitos com auxílio das técnicas de Polarização Eletroquímica, Tafel e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica e mostraram que em eletrodos mergulhados e com formação de menisco, a utilização do esmalte nas amostras de AISI 403 foi eficiente na delimitação da área estudada, apresentando menor taxa de corrosão em relação às amostras não esmaltadas, apenas em alguns casos. Da mesma forma, o estudo com eletrodos rotativos, nem sempre apresentou a maior taxa de corrosão. No entanto, a técnica de Polarização Potenciodinâmica demonstrou a agressividade da solução de NaCl 25% ao aço AISI 403.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:50:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222459.pdf: 7147264 bytes, checksum: d6b20df487927260c5367a4023c87dbc (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314238.pdf: 4958002 bytes, checksum: a0549314f5c9d5df3fc8192c24a52845 (MD5) / Neste trabalho foram aplicadas técnicas para processamento de cerâmica avançada para produzir células a combustível de óxido sólido planares. O processamento por tape casting foi aplicado sequencialmente usando suspensões aquosas, com Zircônia Parcialmente Estabilizada com Ítria (PSZ) como material do eletrólito. Foi desenvolvido um procedimento para obter peças planas por sinterização com uso de cargas, e foi implementado o teste eletroquímico das células em modo no-chamber. Estudou-se a integração das tecnologias de queimadores porosos com a de células a combustível, usando gás de síntese produzido por oxidação parcial de álcool. Para isso, foram feitos testes eletroquímicos em células produzidas neste trabalho com gás de síntese produzido em chama difusiva em meio poroso (no-chamber), e em células comerciais usando gás de síntese de composição similar ao produzido por um queimador poroso operado com etanol. Para as células próprias, suportadas no anodo, o teste eletroquímico no modo no-chamber foi efetuado a uma temperatura de 560°C, o potencial de circuito aberto (OCV) foi de ~800 mV, e a potência máxima (PMáx) obtida foi de 0,12 mW/cm² para uma densidade de corrente de 0,35 mA/cm². As células apresentaram alta resistência mecânica, permitindo mostrar também que o teste no-chamber é uma alternativa simples e de baixo custo para a caracterização eletroquímica. Para as células comerciais, suportadas no eletrólito, o teste eletroquímico foi feito convencionalmente, na temperatura de operação de 820°C. Quando o combustível foi 5% hidrogênio em mistura com hélio, o OCV foi de 600 mV, a PMáx foi de 21 mW/cm², para uma densidade de corrente de 69 mA/cm². Quando o combustível foi gás de síntese com 3% H2 e 2,9% CO, o OCV foi de ~500 mV, a PMáx foi de 9 mW/cm², para uma densidade de corrente de 35 mA/cm².<br> / Abstract : Advanced ceramics processing techniques were applied in this work to produce planar solid oxide fuel cells. Tape casting process was applied sequentially using aqueous suspensions, using Partially Stabilized Zirconia with Yttria (PSZ) as electrolyte material. A procedure for obtaining flat samples was developed by sintering using weights, and the electrochemical test for the cells was implemented in no-chamber mode. Integration of porous burners and fuel cell technologies was studied, using synthesis gas (syngas) produced by alcohol partial oxidation. For this, electrochemical tests were carried out for cells produced in this work with syngas produced in diffusive flame in porous media (nochamber) and commercial cells using syngas of similar composition to that produced by a porous burner operated with ethanol. For the anode-supported own cells, the electrochemical test in nochamber mode was done at 560 °C, the open circuit potential (OCV) was ~800 mV, and the maximum power (PMax) obtained was 0.12 mW/cm² for a current density of 0.35 mA/cm². The cells showed high mechanical strength, allowing also show that in the no-chamber mode is a simple and cost effective test for the electrochemical characterization. For the electrolyte-supported commercial cells, the electrochemical test was done conventionally, the operating temperature was 820 °C. When the fuel was 5% hydrogen in a mixture with helium, the OCV was 600 mV, PMax was 21 mW/cm² for a current density of 69 mA/cm². When the fuel was syngas with 3.0% H2 and 2.9% CO, the OCV was ~500 mV, PMax was 9 mW/cm² for current density of 35 mA/cm².

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313543.pdf: 4891365 bytes, checksum: 10294675a645e51e33c4b528a8801b78 (MD5) / O atual cenário mundial na área de energia demanda o desenvolvimento tecnológico de alternativas sustentáveis, e de menor impacto ambiental. O uso eficiente de fontes de energia renováveis para a produção de energia elétrica em sistemas descentralizados e isolados, bem como para o setor de mobilidade, destaca-se como um ingrediente capaz de mitigar a agressão ambiental dos sistemas de energia. A célula a combustível é um dispositivo eletroquímico que converte diretamente a energia interna de ligação química de combustíveis em energia elétrica e calor com alta eficiência global, ausência de ruído e emissões. O elevado custo de desenvolvimento destes sistemas sugere que estratégias que combinem medições e previsões teóricas apresentem a maior chance de atingir os desenvolvimentos necessários. O principal objetivo da presente tese é desenvolver uma teoria para o transporte de massa em uma célula a combustível tipo PEM a partir de uma análise fenomenológica com base nos fundamentos do transporte de massa multicomponente, multifásico em meios porosos. O modelo tem por objetivo prever o comportamento do transporte elétrico e de massa com uma formulação adequada. Para este fim, foram revisadas as escalas de comprimento característicos dos diferentes componentes e fenómenos dentro da célula a combustível visando determinar as relações entre os processos termodinâmicos, eléctricos e eletroquímicos em uma célula de combustível tipo PEM. Foi revisada a grande quantidade de informações sobre teoria, modelagem e simulação da célula a combustível tipo PEM, a fim de classificar os diferentes modelos, ressaltar sua aplicabilidade e definir as necessidades de melhoria. A curva de polarização de um sistema de célula de combustível foi medida com o objetivo de identificar os fenómenos que controlam o transporte e a fenomenologia química, avaliar a aplicabilidade dos modelos globais disponíveis e determinar a ordem de grandeza dos parâmetros característicos globais da operação da célula de combustível. Então, foram revisadas as teorias fundamentais de transporte de massa e carga em duas fases, em fluxo multicomponente em meios porosos, focando na base do continuo e da termodinâmica para o tratamento de Maxwell-Stefan do transporte de massa. Finalmente, foi proposto um modelo fenomenológico geral para transferência de massa e carga aplicável às células a combustível tipo PEM. O modelo foi comparado com outros modelos da literatura e alguns problemas mais simples fundamentais foram resolvidos.<br> / Abstract : The present world energy scenario requires the development of alternative and sustainable energy sources and conversion systems that also result in an overall smaller impact in the environment. The efficient use of renewable energy sources for the production of electrical power in decentralized and isolated systems, as well as for the mobility sector, stands out as a possible ingredient to mitigate the environmental aggression from energy systems. Fuel cells are electrochemical devices that convert internal energy of chemical bond in electricity and heat power in an efficient, noiseless and lower emissions form. The relative high cost of system development suggests that a combined measurement, theoretical and simulation effort is the way to achieve the required breakthroughs. The main objective of the present thesis is to develop a theory for mass transport in a PEM fuel cell from a phenomenological analysis based on the fundamentals of the multicomponent, multiphase mass transport in porous media. The model aims at predicting the electric and mass transport behaviors with a formulation suitable for solution with current computational resources. To this end, the characteristic length scales of the different components and phenomena within the fuel cell were revised aiming at determining the relations between thermodynamic, electric and electrochemical processes in a PEM fuel cell. The vast amount of information on PEM fuel cell theory, modeling and simulation was reviewed with a view to classify the different models, point out their applicability and define the needs for further improvements. The polarization curve for a fuel cell system was measured with the purpose of identifying the controlling transport and chemical phenomena, assess the applicability of the available lumped models and to determine the orders of magnitude of global parameters characteristic of the fuel cell operation. Then, the fundamental theories of mass and charge transport in two-phase, multicomponent flow in porous media were reviewed, focusing on the continuum and thermodynamic basis for the Maxwell-Stefan treatment of mass transport. Finally, a general phenomenological model for mass and charge transfer applicable to PEM fuel cells was proposed, compared to other models from the literature and a few simpler fundamental problems were solved.