Desenvolvimento de protótipos de células a combustível de 'H IND.2'/'O IND.2' de 500 e 1.000 W; Estudos e testes em células unitárias com catalisadores obtidas por processo sol-gel para oxidação direta de etanol (2004)
- Authors:
- Autor USP: SARTORI, ROGERIO ANTONIO - IQSC
- Unidade: IQSC
- Assunto: ELETROQUÍMICA
- Language: Português
- Abstract: O presente trabalho envolve duas etapas, sendo uma delas de desenvolvimento, testes e montagem de protótipos (stacks) de células a combustível com hidrogênio/oxigênio com potências de 500 e 1.000 W, e outra que envolve a produção, caracterização e testes em células unitárias de catalisadores contendo platina metálica e óxidos obtidos pelo processo sol-gel, para oxidação direta de etanol. Os protótipos de células com 'H IND.2'/'O IND.2' atingiram as potências requeridas utilizando placas separadoras bipolares de grafite impregnados com resina fenólica, segundo procedimento apresentado neste trabalho. Os stacks foram montados com 26 células (500 W) com eletrodos de 124,5 'cm 'POT.2', e 30 células (1.000 W) com eletrodos de 208 'cm POT.2'. Atingiram médias de densidades de potência de 0,20 W.'cm POT.-2' e 0,22 W.'cm POT.-2', com cargas de 0,5 mg Pt.'cm POT.2' nos eletrodos e a '60 GRAUS'C , para os stacks de 500 e 1.000 W, respectivamente. Esses valores foram menores do que os obtidos em testes iniciais em células unitárias, que foram de 0,38 W.'cm POT.-2' a '60 GRAUS'C e 0,40 W.'cm POT.-2' a '80 GRAUS'C. Essa diminuição nos valores máximos de densidade de potência pode estar relacionada com diversos fatores, entre eles, problemas de controle de água nos eletrodos maiores, bem como na distribuição de gases nos canais mais longos das placas maiores. Células unitárias com as placas experimentais tiveram desempenho ligeiramente inferior (cerca de 5%) em relação àsplacas comerciais. A pequena diferença observada pode estar relacionada com a menor compressibilidade das placas impregnadas, o que altera a interface com os eletrodos do conjunto membrana/eletrodo da célula. ) Os óxidos produzidos por sol-gel para serem utilizados como catalisadores para oxidação direta de etanol apresentaram-se homogeneamente dispersos nas partículas de carbono, atingindo tamanhos médios de cerca de 2,5-3,0 nm, como observados por microscopia eletrônica de transmissão. Análises de raios-X e EDX comprovaram igualmente a presença qualitativa e quantitativa dos elementos óxidos na amostra. A caracterização eletroquímica por voltametria cíclica mostrou uma diminuição nos valores de sobrepotenciais de oxidação para os eletrodos contendo Pt/Ru'O IND.X'/C e Pt/[RuIr]'O IND.X'/C, e maiores intensidade de corrente de oxidação para eletrodos contendo óxidos mistos (Pt/[RuIr]'O IND.X'/C e Pt/[RuSn]'O IND.X'/C), em relação aos eletrodos contendo platina pura. Comparados com eletrodo preparado com material comercial (Pt/Ru/C Eletrochem), os eletrodos preparados experimentalmente também desenvolveram melhor desempenho catalítico. O material Pt[RuIr]'O IND.X'/C foi submetido a testes com células unitárias e os resultados apontaram um melhor desempenho em relação aos eletrodos com pós comerciais (Pt/Ru/C Eletrochem e Pt/Ir/C E-Tek). Foi obtida uma densidade de potência máxima de 0,12 W.'cm POT.-2' a '60 GRAUS'C, utilizando membrana NafionTM117 e 2,0 mgcatalisador.'cm POT.-2' no ânodo e 1 mg Pt.'cm POT.-2' no cátodo, contra 0,08 W.'cm POT.-2' dos catalisadores comerciais, nas mesmas condições
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2004
- Data da defesa: 18.02.2004
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ABNT
SARTORI, Rogério Antonio. Desenvolvimento de protótipos de células a combustível de 'H IND.2'/'O IND.2' de 500 e 1.000 W; Estudos e testes em células unitárias com catalisadores obtidas por processo sol-gel para oxidação direta de etanol. 2004. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2004. . Acesso em: 18 abr. 2024. -
APA
Sartori, R. A. (2004). Desenvolvimento de protótipos de células a combustível de 'H IND.2'/'O IND.2' de 500 e 1.000 W; Estudos e testes em células unitárias com catalisadores obtidas por processo sol-gel para oxidação direta de etanol (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. -
NLM
Sartori RA. Desenvolvimento de protótipos de células a combustível de 'H IND.2'/'O IND.2' de 500 e 1.000 W; Estudos e testes em células unitárias com catalisadores obtidas por processo sol-gel para oxidação direta de etanol. 2004 ;[citado 2024 abr. 18 ] -
Vancouver
Sartori RA. Desenvolvimento de protótipos de células a combustível de 'H IND.2'/'O IND.2' de 500 e 1.000 W; Estudos e testes em células unitárias com catalisadores obtidas por processo sol-gel para oxidação direta de etanol. 2004 ;[citado 2024 abr. 18 ]
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