Desenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustível

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Jakubiu, Carina Bonavigo
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
PEMFC
membrana polimérica
quitosana
Nafion
Link de acesso: https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/7501
Resumo: Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade.
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spelling Jakubiu, Carina Bonavigo5c0d743f-5209-4053-9a71-eecb2d52c65c2023-07-18T14:42:35Z2023-07-18T14:42:35Z2023https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/7501Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade.A demanda por fontes de energia limpa aumentou nos últimos anos devido às crescentes preocupações com as mudanças climáticas e a necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa. O hidrogênio verde tem atraído investimentos significativos nos últimos anos devido ao seu potencial como fonte de energia limpa e sustentável. As Células a Combustível (CaCs) desempenham um papel crucial neste cenário, pois são dispositivos de uso final que convertem a energia armazenada no hidrogênio em eletricidade, garantindo que a energia gerada seja completamente limpa e livre de emissões, contribuindo para a descarbonização do setor de energia. Um dos principais componentes de CaCs com membrana de troca protônica (PEMFCs) é o eletrólito, sendo a membrana de Nafion® a mais utilizada comercialmente, um polímero derivado do petróleo e de alto custo. O biopolímero quitosana tem se tornado objeto de vários estudos nos últimos anos para esta aplicação principalmente em razão de suas boas propriedades estruturais e de formação de membranas, bem como à sua alta capacidade de retenção de água e baixo custo. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo preparar membranas a partir da blenda de Nafion® (N) e quitosana (QT) nas proporções de 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 e 1:3. As membranas foram preparadas pelo método de conformação por evaporação de solvente. As propriedades físicas e estruturais das membranas N/QT foram investigadas usando espectrofotômetro de Infravermelho por Transformada de Fourier, microscópio eletrônico de varredura e analisador termogravimétrico. Além disso, a absorção de água, capacidade de troca iônica (IEC), condutividade protônica e desempenho eletroquímico de tais membranas também foram medidas. Misturas com maiores proporções de Nafion® frente a quitosana excedem o limite de miscibilidade entre eles, mesmo em maiores faixas de diluição, impossibilitando a formação de membranas. A capacidade de absorção de água das membranas N/QT foi aumentada com o aumento da proporção de QT. Em contrapartida, uma diminuição na capacidade de troca iônica foi observada com o aumento da concentração deste polímero. A condutividade das membranas analisadas demonstrou ser dependente da temperatura de operação da célula. As membranas N/QT 1:2 e 1:3 exibiram respectivamente condutividades de 3,8 e 4,0 x 10-2 S.cm-1. Apesar da condutividade apresentada pelas blendas serem expressivas em comparação com o encontrado em outros trabalhos, esses valores de condutividade ainda são baixos se comparados ao Nafion®.porPEMFCmembrana poliméricaquitosanaNafionDesenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustívelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNILAinstname:Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)instacron:UNILAORIGINALDesenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustível.pdfDesenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustível.pdfDesenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustívelapplication/pdf3034035https://dspace.unila.edu.br/bitstreams/87aa2931-2f3a-40e3-913e-80f9ea50de64/download1dec04902572ea6fb5a88d85b64bf684MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81867https://dspace.unila.edu.br/bitstreams/846e5b3d-af8c-4089-8b2c-16ed47b824c1/download2cc17e5fa028bf681461a82474f236b8MD52THUMBNAILDesenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustível.pdf.jpgDesenvolvimento de Membranas Poliméricas a partir da Blenda de Nafion® e Quitosana para Aplicação em Células a Combustível.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5517https://dspace.unila.edu.br/bitstreams/a5e34fde-0400-4470-ad81-05665e922357/download82fafaff9b1bcc22e897ed4bf74b5732MD53123456789/75012024-05-07 01:25:41.843open.accessoai:dspace.unila.edu.br:123456789/7501https://dspace.unila.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unila.edu.br/oai/requestdigital.biunila@unila.edu.bropendoar:36362024-05-07T04:25:41Repositório Institucional da UNILA - Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)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