Desenvolvimento de Membranas Condutoras de Prótons Baseadas em Poliuretanos e Líquidos Iônicos Próticos

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Nascimento, Alene Dutra
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Fuel cells; Poly(urethane urea); Protic ionic liquids; Membranas; Poliuretanos; Líquidos iônicos; Células a combustível; Poli(uretano ureia); Líquidos iônicos próticos; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18914

Células a combustível (FC - Fuel Cells) são equipamentos que convertem a energia química de uma reação de oxidação de um combustível em energia elétrica. Dentre os diferentes tipos de FC predomina a de eletrólito polimérico. Ela possui características atraentes como alta densidade energética, partida rápida e alta eficiência. Contudo, os problemas oriundos de sua operação a baixas temperaturas tem impedido a disseminação de sua comercialização. Operação a altas temperaturas contorna esses problemas, porém traz a limitação da necessidade de umidificação de certas membranas nessas condições, pois a condutividade iônica destas depende da água. Uma das possíveis soluções é o uso de membranas de poliuretano, que são versáteis devido à vasta possibilidade de combinações entre monômeros, dopadas com líquidos iônicos próticos, que possuem um próton reativo, o que o torna atraente para o uso em células a combustível. Portanto, o objetivo deste trabalho foi introduzir a um filme de poli(uretano ureia) diferentes líquidos iônicos, com variação do tamanho da cadeia apolar do ânion, em diferentes teores. Essas membranas foram caracterizadas quanto a condutividade, resistência térmica e morfologia. Os valores de condutividade encontrados foram, no mínimo, duas ordens de grandeza menores do que os das membranas comercialmente utilizadas para esse fim. A introdução do líquido iônico diminuiu a resistência térmica do material, mas aumentou sua resistência ao etanol, um dos combustíveis em potencial para FC. Além disso, diferentes técnicas de caracterização indicaram forte interação entre os líquidos iônicos e a região flexível do polímero, com maiores cadeias apolares do ânion apresentando as interações mais fortes.