CAPES; Fundação Araucária / Membranas de nafion são filmes desenvolvidos pela DuPont, um copolímero ácido perfluorosulfônico/politetrafluoroetileno. Estas membranas são hidrofílicas e a água é preferencialmente absorvida para os clusters devido ao caráter hidrofóbico da matriz fluorocarbônica. Os grupos ácidos sulfônicos são quimicamente ativos e fixos dentro da matriz do polímero teflon. Assim, esta membrana trocadora de prótons é quimicamente resistente e durável, e apresenta o melhor desempenho para célula a combustível. A caracterização do nafion através da Espectroscopia Fotoacústica teve como finalidade o entendimento deste material devido à relevância e potencial para se desenvolver uma nova matriz energética. O espectro de absorção óptica foi determinado para comprimentos de onda de 200 a 2600 nm. O procedimento foi analisar as amostras em diferentes tempos de hidratação. Utilizando o Método de Separação de Espectros na Fase, foi possível separar a contribuição de -OH, de C = O e de grupo metileno. A diferença de fase em função da hidratação foi comparada com as medições da difusividade térmica em função do teor de água. Os comportamentos encontrados sugeriram alterações estruturais induzidas pela hidratação da membrana. As análises térmicas, Termogravimetria e Calorimetria Diferencial de Varredura, também revelaram que a membrana, quando em contato com a água, tem sua estrutura modificada. Para complementar a caracterização da membrana foram aplicadas as técnicas: Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Alta Resolução, Espectroscopia de Energia Dispersiva e Difração de Raios X. / Nafion membranes are films developed by DuPont, a perfluorosulfonic acid/polytetrafluoroethylene copolymer. These membranes are hydrophilic and preferably water is absorbed into the clusters due to the hydrophobic character of fluorocarbon matrix. The sulfonic acid groups are chemically active and fixed within the teflon polymer matrix. Thus, this proton exchange membrane is chemically resistant and durable, and has the best performance for the proton exchange membrane fuel cell. The characterization of nafion by Photoacoustic Spectroscopy aimed to the understanding of this material due to relevance and potential to develop a new energy matrix. The optical absorption spectrum was determined for wavelengths of 200-2600 nm. The procedure was to measure the samples at different hydration times. Using the Phase-Resolved Photoacoustic method, it was possible to separate the contribution of OH, of C = O and of methylene group. The phase lag as a water function was compared with the thermal diffusivity measurements as a function of water content. Behaviors found suggested structural changes induced by hydration of the membrane. The thermal analysis, Thermogravimetry Analysis and Differential Scanning Calorimetry, also revealed that the membrane, when in water contact, has their modified structure. In addition, to the characterization of membrane were applied techniques: Scanning Electron Microscopy, Field Emission Gun, Energy Dispersive XRay Spectroscopy and X-Ray Diffraction.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1975 |
| Date | 22 March 2016 |
| Creators | Lopes, Guy |
| Contributors | Rosa, Daniele Toniolo Dias Ferreira, Coelho, Tânia Maria, Galvão, José Ricardo, Rosa, Daniele Toniolo Dias Ferreira |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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