Técnicas de Modelagem Matemática Aplicadas ao Estudo de Células a Combustível de Etanol Direto
| dc.contributor.advisor1 | Sousa Júnior, Ruy de | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1983482879541203 | por |
| dc.contributor.author | Alves, Diogo de Aguiar | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/6640340451644564 | por |
| dc.date.accessioned | 2021-07-09T21:02:45Z | |
| dc.date.available | 2021-07-09T21:02:45Z | |
| dc.date.issued | 2021-06-29 | |
| dc.description.abstract | Direct alcohol fuel cells are a subcategory of proton exchange membrane cells. They have been studied by researchers due to their low operating temperature, solid state of the electrolyte and good efficiency compared to other types of fuel cells. Within this context, this work modeled the kinetics of direct ethanol fuel cells through phenomenological and empirical models. Firstly, ideal models were considered, based on Tafel kinetics, representing the complete oxidation of ethanol (for Pt-Sn anodes with different Sn contents). Such models were not consistent with the phenomenon studied, a fact already expected due to their limitations. Later, realistic models were considered, taking into account the formation of by-products and lower generation of electrons. This type of model describes the catalytic oxidation of ethanol by adsorption of species and formation of partially oxidized products. These models showed good fit, confirming the hypothesis about the degree of alloying of Sn in catalysts and its role in hydroxyl formation during the reaction. For Pt3Sn anodes submitted to different heat treatments, an empirical model was developed, based on an artificial neural network, which mapped the potential/current relationship as a function of the treatment temperature. This type of model has proved to be more suitable for practical applications such as control and prediction systems. | por |
| dc.description.resumo | As células a combustível a álcool direto são uma subcategoria das células de membrana de troca de prótons. Elas vêm ganhando atenção de pesquisadores devido a sua baixa temperatura de operação, estado sólido do eletrólito e boa eficiência comparada a outros tipos de células a combustível. Dentro desse contexto, este trabalho modelou a cinética de células a combustível a etanol direto através de modelos fenomenológicos e empíricos. Primeiramente foram considerados modelos ideais, baseados na cinética de Tafel, representando a oxidação completa do etanol (para ânodos Pt-Sn com diferentes teores de Sn). Tais modelos não se mostraram condizentes com o fenômeno estudado, fato já esperado devido às suas limitações. Posteriormente foram considerados modelos realísticos, levando em conta a formação de subprodutos e menor geração de elétrons. Esse tipo de modelo descreve a oxidação catalítica do etanol por adsorção de espécies e formação de produtos parcialmente oxidados. Estes modelos apresentaram bom ajuste, confirmando a hipótese sobre o grau de liga do Sn nos catalisadores e seu papel na formação de hidroxila durante a reação. Para ânodos Pt3Sn submetidos a diferentes tratamentos térmicos foi desenvolvido um modelo empírico, baseado numa rede neural artificial, que mapeou a relação potencial/corrente em função da temperatura do tratamento. Este tipo de modelo mostrou-se mais adequado a aplicações práticas como sistemas de controle e predição. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
| dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2018/07498-8 | por |
| dc.identifier.citation | ALVES, Diogo de Aguiar. Técnicas de Modelagem Matemática Aplicadas ao Estudo de Células a Combustível de Etanol Direto. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14565. | por |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14565 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | por |
| dc.publisher.course | Engenharia Química - EQ | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Células a combustível | por |
| dc.subject | Modelagem matemática | por |
| dc.subject | Modelos fenomenológicos | por |
| dc.subject | Redes neurais | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA | por |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA | por |
| dc.title | Técnicas de Modelagem Matemática Aplicadas ao Estudo de Células a Combustível de Etanol Direto | por |
| dc.title.alternative | Mathematical Modeling Techniques Applied to the Study of Direct Ethanol Fuel Cells | por |
| dc.type | TCC | por |
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