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dc.contributor.authorNeto, Gabriel Rodrigues de Almeida
dc.date.accessioned2023-12-05T11:56:16Z
dc.date.available2023-12-05T11:56:16Z
dc.date.issued2023-07-14
dc.identifier.citationNETO, Gabriel Rodrigues de Almeida. Compósitos de poli(éter imida) com partículas nanoestruturadas de LaNi₅ para armazenamento de hidrogênio. 2023. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18987.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18987
dc.description.abstractHydrogen is a promising energy vector for decarbonizing the energy matrix, but its widespread use requires safe and efficient storage systems. This study aimed to produce microparticles of polyetherimide with LaNi5 through the process of spray drying for hydrogen storage. The LaNi5 ball-milling conditions were optimized, the effects of the polyetherimide layer on H2 sorption were evaluated, microparticles were produced by spray drying with different LaNi5 contents (60, 70, and 80 wt%), and the H2 sorption properties were improved through chemical modification of polyetherimide. Stable and efficient nanostructured composites for hydrogen storage at room temperature were also produced. The results indicated that LaNi5 milling conditions with a weight ratio of milling sphere:particle of 40:1 for 1 hour and rotation of 250 or 350 RPM led to particles with good sorption and morphological properties without amorphization. Polyetherimide was efficient in accommodating LaNi5 particles during hydrogenation cycles without surface defects or metal particle detachment. The microparticles with 70 wt% LaNi5 achieved a maximum capacity of 0.7 %m during activation and about 0.5 %m after activation, requiring 43 s to reach 80% of their maximum capacity. A significant improvement in the H2 sorption kinetics was observed for the composite with 70% LaNi5 and 11.2% degree of sulfonation of polyetherimide, which also showed the best stability in air, reducing the harmful effects observed for the uncoated particle. While the intermetallic compound did not absorb H2 during the first 40 min of the analysis after 7 days of exposure to air, the composite samples reached their maximum capacity in less than 30 min. The microparticles produced by spray drying showed great potential, allowing the manufacture of microparticles with controlled size distribution, possibly kept constant in different cycles.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPoli(éter imida)por
dc.subjectArmazenamento de hidrogêniopor
dc.subjectLaNi5por
dc.subjectSpray dryingeng
dc.subjectSulfonaçãopor
dc.subjectPolyetherimideeng
dc.subjectHydrogen storageeng
dc.subjectSulfonationeng
dc.titleCompósitos de poli(éter imida) com partículas nanoestruturadas de LaNi₅ para armazenamento de hidrogêniopor
dc.title.alternativePolyetherimide composites with nanostructured LaNi₅ for hydrogen storageeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Pessan, Luiz Antonio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8276650236213537por
dc.contributor.advisor-co1Beatrice, Cesar Augusto Gonçalves
dc.description.resumoO hidrogênio é um vetor energético promissor para a descarbonização da matriz energética, mas seu uso generalizado requer sistemas de armazenamento seguros e eficientes. Este estudo teve como objetivo produzir micropartículas de poli(éter imida) (PEI) com LaNi5 por meio do processo de atomização por spray drying para armazenamento de hidrogênio. Foram otimizadas as condições de moagem do LaNi5, avaliados os efeitos da camada de poli(éter imida) na sorção de H2, produzidas micropartículas por spray drying com diferentes teores de LaNi5 (60, 70 e 80 %m) e melhoradas as propriedades de sorção de H2 por meio da sulfonação da PEI. Também foram produzidos compósitos nanoestruturados estáveis e eficientes para armazenamento de hidrogênio em temperatura ambiente. Os resultados indicaram que as condições de moagem de LaNi5 com relação de peso esfera:partícula de 40:1 por 1 hora e rotação de 250 ou 350 RPM formaram partículas com boas propriedades de sorção e morfológicas, sem amorfização de partículas. A PEI foi eficiente em acomodar partículas de LaNi5 durante os ciclos de hidrogenação, sem defeitos de superfície ou desprendimento de partículas metálicas. As micropartículas com 70% de LaNi5 alcançaram capacidade máxima de 0,7 %m durante a ativação e de cerca de 0,5 %m após ativada, precisando de 43 s para alcançar 80 % de sua capacidade máxima. Foi observada uma melhoria significativa na cinética de sorção de H2 do compósito com 70 %m de LaNi5 e 11,2% de grau de sulfonação da PEI, que também apresentou boa estabilidade ao ar, reduzindo os efeitos prejudiciais observados para a partícula sem revestimento. Enquanto o composto intermetálico não absorveu H2 durante os primeiros 40 min da análise após exposição por 7 dias ao ar, as amostras do compósito alcançam sua capacidade máxima em menos de 30 min. As micropartículas produzidas por spray drying apresentaram grande potencial, permitindo a fabricação de micropartículas com distribuição de tamanho controlada, que se mantem constante por diferentes ciclos.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.description.sponsorshipIdFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo apoio financeiro para realização desse trabalho (Processo nº 2018/18986-3)por
dc.description.sponsorshipIdConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq - Processo nº 40455/2018-3).por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/9180232575249975por


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