Pilhas a combustível de óxido sólido: materiais, componentes e configurações

Amado, Roberto Salgado; Malta, Luiz Fernando B.; Garrido, Francisco M. S.; Medeiros, Marta Eloísa

doi:10.1590/s0100-40422007000100031

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“…Ainda não há disponibilidade comercial de CC's devido à competitividade de mercado e tempo de vida desses dispositivos. As únicas aplicações existentes, atualmente, encontram-se em setores que envolvem a área militar e espacial, pois trata-se de uma forma eficiente de geração de energia, cujo combustível (H 2 ) possui alta densidade de energia (W.cm -3 ), além de ser possível reaproveitar a água e o calor gerados no processo [2,5,6] .…”

Section: Tipos De Eletrólitos De Membrana Poliméricaunclassified

“…A célula a combustível é constituída por dois eletrodos (meia-células) separados por um eletrólito e conectados eletricamente a um circuito externo, por onde flui a corrente elétrica, conforme representação esquemática na Figura 1 [2,3,5,6,10,11] .…”

Section: Fundamento E Constituição Da Célula a Combustívelunclassified

“…como combustível, a Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), que se trata de uma variação da tecnologia PEMFC [2,6] .…”

unclassified

“…Sua função é possibilitar o fluxo de prótons do ânodo para o cátodo, garantindo a eletroneutralidade nas meia-célu-las e o funcionamento contínuo da célula a combustível [2,5,6] .…”

unclassified

“…A CC de eletrólito polimérico tem como característica a baixa temperatura de operação, até no máximo 80-90 °C, sendo a potência elétrica fornecida entre 1-250 kW [2][3][4]6] .…”

unclassified

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Propriedades físico-químicas relacionadas ao desenvolvimento de membranas de Nafion® para aplicações em células a combustível do tipo PEMFC

Perles

2008

Polímeros

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Resumo: Embora não seja tecnologia recente, as células a combustível ou Fuel Cells (FC) continuam recebendo grande atenção, pois são consideradas como "fontes de energia do futuro" devido a características como alto rendimento energético e baixa emissão de poluentes, permitindo a extensão o tempo de vida das reservas fósseis e contribuindo para a melhoria da qualidade de vida. Atualmente, as pesquisas estão direcionadas, principalmente, ao desenvolvimento de FC para aplicações em sistemas móveis e portáteis. De todas as tecnologias existentes, a mais promissora para essa finalidade é a célula a combustível de eletrólito polimérico, conhecida como PEMFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell) cuja pesquisa encontra-se focada, principalmente, no desenvolvimento de membranas poliméricas, com o objetivo de reduzir os custos de produção. Este trabalho será focado nos aspectos físico-químicos do desenvolvimento de membranas poliméricas. Serão discutidos aspectos estruturais do Nafion ® relacionado-os as seguintes propriedades físico-químicas: fluxo eletrosmótico, permeabilidade gasosa, transporte de água através da membrana, estabilidade química e térmica. Toda a discussão será realizada para polímeros perfluorados, utilizando o Nafion ® como modelo representante dessa classe de polímeros. Palavras-chave: Célula a combustível, membrana polimérica, Nafion ® . Physicochemical Properties Related to the Development of Nafion ® Membranes for Application in Fuel CellsAbstract: Fuel Cells (FC) continue to receive growing attention, in spite of not being a new technology, for they are considered as the "energy source of the future" owing to characteristics such as high energetic yield and low emission of pollutants. FC technology may lead to a reduction in the negative impact from energy sources on the enviroment, thus improving the quality of life and extending the lifetime of fossil combustible reserves. The mainstream of research in FC is now directed at mobile, portable systems, for which the most promising technology is the Polymer Electrolyte Fuel Cells, also known as PEMFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell). Research in this topic focuses on the development of polymer membranes whose target is to reduce its production costs. In this work we shall focus on physicochemical aspects related to development of polymeric membranes. A discussion on structural aspects of Nafion ® will be carried, which will be related to the following physicochemical properties: electrosmotic flux, gaseous permeability, water transport through polimeric membrane, chemical and thermal stabilities. All the discussion was made using Nafion ® as model of perfluorated polymers.

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Section: Tipos De Eletrólitos De Membrana Poliméricaunclassified

Section: Fundamento E Constituição Da Célula a Combustívelunclassified

“…como combustível, a Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), que se trata de uma variação da tecnologia PEMFC [2,6] .…”

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“…A CC de eletrólito polimérico tem como característica a baixa temperatura de operação, até no máximo 80-90 °C, sendo a potência elétrica fornecida entre 1-250 kW [2][3][4]6] .…”

unclassified

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Propriedades físico-químicas relacionadas ao desenvolvimento de membranas de Nafion® para aplicações em células a combustível do tipo PEMFC

Perles

2008

Polímeros

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Selectivity Studies Towards the Synthesis of Novel Biaryl Ureas by (Hetero)Nanocatalysis: Size Control and Support Effects

et al. 2015

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A series of novel biaryl ureas containing different structural patterns have been prepared in good yields in the presence of palladium nanoparticles (PdNPs) with narrow particle size distribution. In particular, α, β‐, and γ‐hydroxypropylated cyclodextrins were used as reductants/stabilizers under different Pd‐to‐cyclodextrin ratios to tune the particle size and exploit the surface/cavity effects in the Suzuki–Miyaura reaction. Catalyst recovery in this process was pursued as well. Owing to its excellent performance, ceria was explored as a support for these PdNPs. The heterogeneous catalyst was characterized and investigated in the reaction of N‐(4‐iodo‐aryl),N′‐alkyl urea and phenylboronic acid. Our preliminary results revealed a high activity of the catalyst at 0.5 mol % Pd0 during three consecutive cycles. It is suggested that the specific interface between Pd0 and the high‐surface‐area ceria has a role in the catalytic performance.

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Chemical synthesis of materials based on calcium zirconate for solid oxide fuel cells (SOFC)

Vieira

Nadaleti

Almeida

et al. 2019

Env Prog and Sustain Energy

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Fuel cells allow the production of energy from a clean electrochemical reaction. Among various types, the solid oxide fuel cell (SOFC) operates at high temperatures, allowing the conversion of hydrogen fuel into electricity, where water is generated as a by‐product. Strontium‐doped lanthanum manganite (La1‐xSrxMnO3, LSM) is commonly used as a cathodic material in traditional high‐temperature solid oxide fuel cells. Nowadays, the operating temperature of SOFCs should be reduced to 600–800°C due to improved fine electrolyte production techniques and the use of some intermediate temperature electrolytes. The LSM is not a suitable cathode for SOFCs operating in this temperature range, since it does not have a high enough conductivity and its electrochemical activity is very low as well. In this article, the performance improvement of LSM is described by mixing with calcium zirconate. The composite ceramic materials CaZrO3−La0.6Sr0.4MnO3, CaZrO3−NiO, and CaZrO3 were synthesized by combustion method, for application as a SOFC single cell. The results prove that the synthesized materials have potential to be used in a SOFC cell. At 800°C, was confirmed the CaZrO3 formation. Through Electrochemical impedance spectroscopy, the analysis presented low activation energy and the materials have been demonstrated to be compatible, an important fact to construct a suitable SOFC cell. The obtained activation energy was 0.90, 0.85, and 0.51 eV for the electrolyte, the anode and the cathode, respectively.

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Pilhas a combustível de óxido sólido: materiais, componentes e configurações

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Propriedades físico-químicas relacionadas ao desenvolvimento de membranas de Nafion® para aplicações em células a combustível do tipo PEMFC

Selectivity Studies Towards the Synthesis of Novel Biaryl Ureas by (Hetero)Nanocatalysis: Size Control and Support Effects

Chemical synthesis of materials based on calcium zirconate for solid oxide fuel cells (SOFC)

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