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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo do efeito crossover de metanol na reação de redução de oxigênio em células a combustível
Autor: Marinho, Vera Lúcia da Silva 
Primeiro orientador: Passos, Raimundo Ribeiro
Resumo: As células a combustível de metanol direto são fontes alternativas de energia para dar suporte principalmente às baterias. A sociedade científica vem nas últimas décadas realizando experimentos para superação das barreiras técnicas que impedem sua comercialização. O efeito crossover de metanol, do anodo para o cátodo através da membrana, é um problema muito sério que reduz severamente o potencial da célula, a densidade de corrente, a utilização de combustível e, portanto o desempenho da célula. O objetivo deste trabalho é compreender melhor o efeito crossover de metanol neste tipo de tecnologia e tentar minimizar os efeitos negativos melhorando a eficiência da célula a combustível. Para isso foram preparados eletrocatalisadores de Pt com a impregnação de um segundo metal tanto para o ânodo como para o cátodo usando três diferentes métodos: redução por álcool (MRA), etilenoglicol (MRE) e ácido fórmico (MAF) como agentes redutores. A fabricação dos eletrodos seguiu a técnica de pintura e o eletrólito empregado foi a membrana de Nafion 117. Para a caracterização física dos eletrocatalisadores modificados, amostras foram submetidos às técnicas de energia dispersiva de raio-x e difração de raios-X. O grau de crossover de metanol através da membrana foi investigado durante os testes eletroquímicos dos eletrodos modificados de PtMo/C, ânodo, e PtCo/C e PtNi/C, cátodo, por meio de curvas de polarização realizados na célula unitária. Os resultados mostraram que o método de redução por álcool é o melhor para impregnação da platina, porém a liga formada por este metal possui atividade catalítica ineficiente para oxidação do metanol o que conduz a elevado efeito crossover de metanol e consequentemente desempenho eletroquímico reduzido. Os eletrodos de PtCo/C e PtNi/C modificados tiveram resultados aproximados aos comerciais e mostram-se eficientes para redução do oxigênio e tolerantes a oxidação de metanol. Assim, podemos afirmar que minimizando os efeitos do crossover de metanol sob o desempenho eletroquímico podemos obter células de metanol direto eficientes e capazes de dar suporte às baterias .
Abstract: The direct methanol fuel cells are powers alternatives of energy to do support mainly the batteries. The scientific society come in last decades realizing experiments to overcome the technical barriers that block her commercialization. The effect of methanol crossover, from the anode to the cathode through the membrane, is a very serious problem that that severely reduces the cell voltage, current density, fuel utilization and hence the cell performance. The aim this work is better understand the effect of methanol crossover in this type of technology e try to minimize his negative effects improving the efficiency of fuel cell. To this were prepared electrocatalyts of Pt with an second metal so much in anode as us in cathode using three differents methods: alcohol reduction (MRA), ethylene glycol (MRE) and formic acid (MAF) as reducing agents. The electrodes were prepared following technical of the literature, membrane and electrode assemblies were prepared by pressing an anode and a cathode (Pt onto each side of a Nafion 117 membrane at a pressure of 500 kg cm−2 at 125 ◦C for 180 s. The physical characterization of the electrocatalysts was gone by energy dispersive analysis by X-rays and powder X-ray diffractometer pattern. The effect of methanol crossover was investigate through of electrochemical tests realized in unit cell with PtMo/C and PtRu/C, anode, PtCo/C and PtNi/C, cathode, electrocatalysts. The results showed that alcohol reduction method is better to prepared PtMo/C electrocatalyst, however, its catalytic activity is very lower for methanol oxidation that PtRu/C providing high rate of methanol crossover and reduces cell performance. The results found to the PtCo/C e PtNi/C electrocalysts prepared in this laboratory are approximate the commercials and showed efficient to oxygen reduction reaction and tolerant for methanol oxidation. Thus, we can to affirm that the minimize of effect of methanol crossover lead the increase in cell.
Palavras-chave: Células de metanol
Efeito crossover
Desempenho elétrico
Fuel cells
Effect crossover
Electrochemical performance
Área(s) do CNPq: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Federal do Amazonas
Sigla da instituição: UFAM
Departamento: Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: MARINHO, Vera Lúcia da Silva. Estudo do efeito crossover de metanol na reação de redução de oxigênio em células a combustível. 2010. 83 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2010.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/3334
Data de defesa: 23-Abr-2010
Aparece nas coleções:Mestrado em Química

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