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Modelagem e simulação de uma célula a combustível alcalina a glicerol direto
dc.contributor.author | Castro, Ubiranilson João de | |
dc.date.accessioned | 2024-07-29T18:11:46Z | |
dc.date.available | 2024-07-29T18:11:46Z | |
dc.date.issued | 2021-02-18 | |
dc.identifier.citation | CASTRO, Ubiranilson João de. Modelagem e simulação de uma célula a combustível alcalina a glicerol direto. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20265. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20265 | |
dc.description.abstract | A wide range of work has been carried out with the aim of improving the operation of fuel cells and making them applicable in different situations, in which mathematical modeling and computer simulation are great allies. In the present work, a comprehensive multidimensional model for simulating direct glycerol fuel cell (DGFC) was developed, a promising technology that still requires evolution in its study by computational technique. The model developed in the scope of computational fluid dynamics corresponds to a complete cell fed by glycerol, including parallel flow channels, diffuser layers, catalytic regions and anion exchange membrane. The implementation took place in commercial software, ANSYS / FLUENT, using the ability to customize equations via UDFs (User Defined Functions). Available experimental data of current density versus cell potential were used to adjust the parameters of the ideal model and realistic model of glycerol oxidation at the anode. With this, it is possible to implement anodic reaction kinetics in the global computational model as mass flow UDFs and, with the simulations, obtain details of internal processes such as speed field, fraction of the species involved and their distribution throughout the cell. It appears that there are significant variations in flow velocity and mass fractions of the species inside the device, which may result in a distribution of inhomogeneous current density. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | CFD | por |
dc.subject | Glicerol | por |
dc.subject | DGFC | por |
dc.title | Modelagem e simulação de uma célula a combustível alcalina a glicerol direto | por |
dc.title.alternative | Modeling and simulation of a direct glycerol alkaline fuel cell | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Júnior, Ruy de Sousa | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1983482879541203 | por |
dc.description.resumo | Uma ampla quantidade de trabalhos vem sendo realizada com objetivo de aperfeiçoar a operação de células à combustível e torná-las aplicáveis em situações diversas, nos quais a modelagem matemática e simulação computacional são grandes aliadas. No presente trabalho, foi desenvolvido um modelo multidimensional abrangente para simulação de célula a combustível de glicerol direto (DGFC), uma tecnologia promissora que ainda requer evolução em seu estudo por técnica computacional. O modelo desenvolvido no âmbito da dinâmica dos fluidos computacional corresponde a uma célula completa alimentada por glicerol, incluindo canais de escoamento paralelo, camadas difusoras, regiões catalíticas e membrana de troca aniônica. A implementação ocorreu em um software comercial, ANSYS/FLUENT, usando a capacidade de personalização de equações via UDFs (do inglês, User Defined Functions). Dados experimentais disponíveis de densidade de corrente versus potencial da célula foram utilizados para ajustar os parâmetros do modelo ideal e de modelo realístico da oxidação do glicerol no ânodo. Com isso, pode-se implementar a cinética reacional anódica no modelo computacional global como UDFs de fluxo mássico e, com as simulações, obter detalhes de processos internos como campo de velocidade, fração das espécies envolvidas e a sua distribuição por toda a célula. Verifica-se que há variações significativas de velocidade de escoamento e frações mássicas das espécies no interior do dispositivo, podendo resultar em distribuição de densidade de corrente nãohomogênea. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | Código de Financiamento 001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/0511237192868670 | por |
dc.contributor.authororcid | http://lattes.cnpq.br/0511237192868670 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-4916-173X | por |