Estudo e desenvolvimento de catalisadores para células a combustível visando o aumento de escala e avaliação da distribuição de corrente

O trabalho visa o desenvolvimento do sistema para medidas de distribuição de corrente e ampliação de escala (50 cm²) buscando aperfeiçoar as condições de preparação do conjunto eletrodo membrana (MEA) quanto às condições de operação da célula e avaliar a melhor geometria. Foram realizados estudos de síntese de catalisadores de Pt-M e avaliação do desempenho desses materias e das rotas de síntese utilizadas com objetivo de aplicar estes materias em sistemas de maior escala. A insuficiência do desempenho e estabilidade dos catalisadores são fatores que ainda inviabilizam o uso em larga escala das células a combustível de eletrólito polimérico sólido, destacando-se as perdas associadas ao desempenho do cátodo. Os catalisadores preparados foram nanopartículas bimetálicas PtM/C (M = Fe, Co e Ni) suportadas em carbono de elevada área superficial, por duas rotas sintéticas. Foram utilizadas as rotas: ácido fórmico e etilenoglicol modificado (EG). Em ambas as rotas se buscou catalisadores com alto grau de incorporação do segundo metal, tamanho de partícula pequeno e bom desempenho catalítico do cátodo. Observou-se que pela rota do ácido fórmico com modificações no processo de síntese é possível obter a incorporação nominal do segundo metal no catalisador, porém há desvantagem de o tamanho de partícula ser elevado. Pela rota do EG obteve-se catalisadores com pequeno tamanho de partícula, porém a incorporação do segundo metal mostrou-se ineficiente. Os estudos de ampliação de escala foram realizados em células de 50 cm2 variando-se as condições de operação; i) diferentes placas de distribuição de gás, e ii) diferentes valores de fluxo dos gases reagentes. Foi observado que a baixos fluxos de gases a quantidade de reagente é insuficiente para ser difundida por todo eletrodo, o que ocasiona reação apenas na região de entrada de gases no sistema, ocasionando uma rápida limitação em obter-se densidades de corrente alta. Pode-se observar que a diferença de desempenho entre as placas é pequena, porém a placa serpentina 6 apresentou melhor desempenho. O desempenho dos cátodos preparados com catalisadores comerciais e os sintetizados no laboratório nas células de 50 cm² mostrou sofrer bastante influência das condições de operação comparada com as células de 4,6 cm².

Petrologia dos mármores de Caçapava do Sul, RS

A região de Caçapava do Sul, no Estado do Rio Grande do Sul, compreende, principalmente, a quadrícula de mesmo nome e abrange cerca de 11.000 Km². A referida região é caracterizada pela ocorrência de um batólito granítico (Granito Caçapava) com afloramento de 25 x 10 Km, orientado no sentido N-S, e sobre o qual assenta-se a cidade supracitada. O Granito Caçapava é circundado por um cinturão de metamorfitos pertencentes à Formação Vacacaí, Grupo Porongos (Pré-Cambriano Superior) (RIBEIRO et alii, 1966). Dentre os metamorfitos situa-se um corpo de rochas carbonatadas de aspecto lenticular, com contatos nítidos, interprenetrado po apófises graníticas e com afloramento de aproximadamente 17 Km². Foram estudadas amostras deste corpo de rochas por meio de microscopia, microssonda eletrônica, difratometria e espectometria de raios X e análise química por via úmida, com o objetivo de identificar e caracterizar os minerais carbonáticos e silicáticos. Por meio de técnicas de coloração, foi possível a distinção de dolomita (Do), calcita (Cc) e calcita ferrífera (Ccf). As análises modal e química indicaram predominância de carbonatos sobre silicatos, estando estes últimos relacionados mais às bandas da rocha. Os minerais silicáticos detectados foram: talco, tremolita, diopsídio, forsterita, clorita e flogopita. Em menores quantidades aparecem titanita, apatita e quartzo, sendo comum, também, a serpentina oriunda de alteração da forsterita. Lançados em mapa, os minerais índices mostraram a existência de um zoneamento metamórfico com rochas pertencentes à Fácies Piroxênio Hornfels, próximo ao contato, e de rochas da Fácies Albita-Epídoto Hornfels, em porções mais distantes, evidenciando assim, metamorfismo térmico. Com base em diagramas T-\'X GRAUS\'C \'O IND.2\' para o sistema CaO-MgO-Si \'O IND.2\'-\'CO IND.2\'-\'H IND. 2\'O, foi analisado o metamorfismo destas rochas e estimadas as temperaturas máximas da ordem de \'560 GRAUS\'C, compatíveis com as temperaturas magmáticas do Granito Caçapava. A conclusão final advinda com os estudos ora realizados, sobre essas rochas carbonáticas, aponta no sentido de se tratarem de MÁRMORES DOLOMÍTICOS IMPUROS DE CONTATO, gerados durante o Ciclo Brasiliano (680 a 500 m.a.).