Desenvolvimento de tecnologia para confecção de eletrodos e conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA) por impressão à tela para aplicação em módulos de potência de células PEMFC

Significant functions in the Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) rely on Gas Diffusion Layers (GDLs), such as control the water balance in the membrane electrode assembly (MEA), allow suitable gas permeability and porosity, etc. Aware of the GDL importance in the cell performance and its great demand in scale-up projects, the fuel cell research group at Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) has developed a Sieve Printing method (innovative in Brazil) as a strategic solution for producing GDL and electrodes used in high power PEMFC stacks. The method has shown to be adequate to fabricate low cost electrodes, GDLs of different dimensions and to produce any amount of MEAs for power stacks.

Estudio del coeficiente de reparto de ácidos carboxílicos grasos en sistemas modificados heptano/agua

The use of fatty acids (FAs) as amphiphiles is very important because they have a behaving similar to surfactants. The formulation for the preferential partition of these species was studied by varying the amount of salt at constant acid concentration. As the salt concentration increases, a Winsor I→III→II transition is observed for all the systems studied. Furthermore, the electrolyte concentration required to obtain the optimum formulation varies inversely with the chain length of the acid. The partition coefficient of the surfactant allows one to obtain thermodynamic information on the acid transfer process between the phases of the system.

Desenvolvimento e avaliação de eletrodos de difusão gasosa (EDG) para geração de H2O2 in situ e sua aplicação na degradação do corante reativo azul 19

This work reports the development of GDE for electrogeneration of H2O2 and their application in the degradation process of Reactive Blue 19 dye. GDE produced by carbon black with 20% polytetrafluoroethylene generated up to 500 mg L-1 of H2O2 through the electrolysis of acidic medium at -0.8 V vs Ag/AgCl. Reactive Blue 19 dye was degraded most efficiently with H2O2 electrogenerated in the presence of Fe(II) ions, leading to removal of 95% of the original color and 39% of TOC at -0.8 V vs Ag/AgCl.

Adhesivos tipo poliuretano obtenidos a partir de aceite de ricino y almidón químicamente modificados

This study reports the preparation of polyurethane adhesives using polyols obtained from castor oil modified by a transesterification reaction with pentaerythritol and starch modified by glycosylation. The physical properties of the polyols such as hydroxyl value were determined and the infrared spectroscopic analysis of the polyols reported. The effect of varying the hydroxyl value in the polyols on physical properties of polyurethane coatings on wood and steel panels was determined. The characterization of polyurethane coatings carried out by IR spectroscopic analysis, scratch hardness resistance, impact resistance, lap shear strength, T-peel strength measurements, solvent resistance and chemical resistant determination were reported.

Síntese de poliuretanos modificados por óleo de mamona empregados em materiais energéticos

The aim of this work was to synthesize a polyurethane polymer matrix using castor oil as a polymer chain modifier, whose characteristics can be adjusted for use as a binder in the manufacture of energetic materials such as propellant and pyrotechnics for aerospace use. We attempted the partial substitution of hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB), a pre-polymer commonly used as a starting polyol in obtaining energetic matrix composites. Thermoanalytical techniques were employed to characterize the material based on castor oil and the unmodified HTPB. The results showed similar behaviors, confirming the possibility of their use as polymer matrix composites through the proposed adaptations.

Método hidrometalúrgico para reciclagem de metais terras raras, cobalto, níquel, ferro e manganês de eletrodos negativos de baterias exauridas de Ni-MH de telefone celular

A hydrometallurgical method for the recovery of rare earth metals, cobalt, nickel, iron, and manganese from the negative electrodes of spent Ni - MH mobile phone batteries was developed. The rare earth compounds were obtained by chemical precipitation at pH 1.5, with sodium cerium sulfate (NaCe(SO4)2.H2O) and lanthanum sulfate (La2(SO4)3.H2O) as the major recovered components. Iron was recovered as Fe(OH)3 and FeO. Manganese was obtained as Mn3O4.The recovered Ni(OH)2 and Co(OH)2 were subsequently used to synthesize LiCoO2, LiNiO2 and CoO, for use as cathodes in ion-Li batteries. The anodes and recycled materials were characterized by analytical techniques.

Eletrocromismo: fundamentos e a aplicação de nanomateriais no desenvolvimento de eletrodos de alto desempenho

This review deals with the basis and novel trends in electrochromism, describing the basic aspects and methodologies employed for the construction and analyses of different modified electrodes. The work presents the classic materials used for the construction of electrochromic electrodes, such as WO3 and a view on the basic concepts of chromaticity as a useful approach for analyzing colorimetric results. The report also addresses how the incorporation of nanomaterials and the consequent novel modification of electrodes have furthered this area of science, producing electrochromic electrodes with high performance, high efficiency and low response times.

DISPOSITIVOS DGT MODIFICADOS COM MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA USO NA ESPECIAÇÃO DE ELEMENTOS TRAÇO

The use of MT-K10 Montmorillonite immobilized onto agarose was investigated in this work as an alternative binding phase in Diffusive Gradient in Thin Film (DGT) devices for the determination of metallic labile species. In addition, agarose itself was also used as the diffusive phase. The percentage of sorption of Zn2+, Cu2+, Cr3+, Mn2+, Cd2+, Pb2+, and Ni2+ onto the binding phase was higher than 80% and the desorption process for all elements was also greater than 75%. Elution factors were determined experimentally, ranging from 0.74 for Zn2+ and 0.90 for Cr3+ and Pb2+. The accumulation of all species was linear with time, in agreement with the Fick's 1st law of diffusion. The deployment of the alternative devices in natural waters was compared to commercial devices. Labile concentrations determined by the alternative devices were slightly superior compared to results obtained with the deployment of original DGT devices due to the less restrictive pores of agarose.

Atividade eletrocatalítica de eletrodos compostos por Pt, RuO2 e SnO2 para a eletrooxidação de formaldeído e ácido fórmico

A atividade eletrocatalítica para a oxidação de ácido fórmico e formaldeído em eletrodos binários de Pt e SnO2 e ternários de Pt, RuO2 e SnO2 em diferentes composições, foi investigada através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os materiais foram preparados por decomposição térmica de precursores poliméricos na temperatura de 400°C. Os experimentos de voltametria cíclica mostraram que os eletrodos mistos proporcionaram uma diminuição de ~100 mV (ERH) no potencial de pico de oxidação das moléculas orgânicas em relação ao eletrodo contendo somente Pt e indicaram que a composição Pt0,6Ru0,2Sn0,2Oy possui maior densidade de corrente de oxidação em potenciais inferiores ao potencial de pico. Os experimentos de cronoamperometria confirmam a contribuição da adição de SnO2 e RuO2 para o aumento da atividade catalítica em menores valores de potencial.

Análise voltamétrica do corante têxtil do tipo antraquinona empregando eletrodos de carbono impresso

O corante reativo Reactive Blue (RB4), que possui como grupo cromóforo uma antraquinona e um grupo diclorotriazina como grupo reativo, foi determinado em níveis de micromol utilizando eletrodos de carbono impresso empregando a técnica de voltametria de pulso diferencial. Foram obtidas respostas lineares entre a corrente de pico e a concentração do corante entre 3,4 x 10-6 e 3,0 x 10-4 mol L-1 em solução de KCl pH 1,0. Empregando as condições otimizadas para a analise do corante, foi estudada a influência da temperatura de aquecimento na hidrólise do grupo reativo, monitorando um pico de redução em -1,1 V (vs. carbono impresso).

Características físico-químicas de amidos modificados de grau alimentício comercializados no Brasil

Amidos nativos e modificados têm grande importância na indústria de alimentos, sendo empregados principalmente como espessantes e/ou estabilizantes. As limitações das pastas e géis obtidos a partir de amidos nativos tornaram necessário o desenvolvimento de muitos tipos de amidos modificados para aplicações alimentícias. Neste trabalho, algumas amostras de amidos modificados (n=20) disponíveis no Brasil foram recebidas de empresas produtoras e analisadas em relação a algumas características físico-químicas e propriedades tecnológicas. Um levantamento do uso de amidos modificados em alimentos também é apresentado, revelando crescente interesse pela indústria nesses ingredientes. Constatou-se que, enquanto alguns alimentos industrializados, como maioneses contêm em suas formulações amidos modificados, outros como condimento preparado de mostarda contêm apenas amido nativo. As análises físico-químicas permitiram concluir que alguns amidos modificados apresentavam teores elevados de acidez, relacionados à presença de reagentes utilizados em sua obtenção, não havendo presença de carboxilas nas suas macromoléculas. De maneira geral, os resultados de algumas propriedades tecnológicas avaliadas, tais como viscosidade aparente das pastas, resistência a congelamento/descongelamento e propriedade de expansão, estavam de acordo com a descrição dos produtos. As fontes mais observadas nas modificações foram, em ordem decrescente de importância, a mandioca, o milho ceroso e o milho regular.

Características físico-químicas e utilização em alimentos de amidos modificados por tratamento oxidativo

A utilização de amidos modificados em alimentos tem sido uma alternativa para melhorar as características que os amidos nativos não podem conferir. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar características físico-químicas de amidos modificados com peróxido de hidrogênio, utilizar os amidos obtidos para a elaboração de doce de leite e bala de goma americana e verificar a aceitação sensorial destes produtos. Para obtenção das amostras modificadas, os amidos foram suspensos em solução de Fe2SO4.7H2O 0,01% e, em seguida, adicionou-se peróxido de hidrogênio 1,25%, ajustou-se o pH para 3,0, deixou-se reagir a 45 °C/15 minutos, lavou-se e secou-se a amostra em estufa de ventilação forçada a 45 °C/24 horas. Os amidos modificados apresentaram maior expansão, conteúdo de carboxilas, poder redutor e susceptibilidade à sinérese. Em relação à viscosidade aparente, verificou-se que com a modificação química houve diminuição no pico de viscosidade, especialmente quando as amostras foram analisadas em pH 7,0. A análise sensorial do doce de leite revelou que houve preferência pelas amostras elaboradas com amido de mandioquinha-salsa modificado e com o amido de milho regular ácido-modificado. A bala de goma produzida com amido de mandioquinha-salsa modificado ocupou o segundo lugar entre a preferência dos julgadores.

Caracterização de amidos de mandioca nativos e modificados e utilização em produtos panificados

O amido de mandioca é utilizado como ingrediente principal na fabricação de biscoitos e pão de queijo. O polvilho azedo é um produto artesanal, sem padrão de qualidade estabelecido, com problemas de higiene em seu processamento e de oferta. O trabalho teve como objetivo caracterizar amidos de mandioca nativos e modificados e testá-los na elaboração de pão de queijo e biscoito de polvilho. As principais características que diferem o polvilho azedo do amido de mandioca nativo, também denominado polvilho doce são: acidez, grau de expansão, viscosidade, claridade de pasta, sinérese e poder redutor. Foram aplicados nos produtos panificados quatro tipos de amidos, sendo polvilho doce, azedo, amido modificado com peróxido de hidrogênio e amido modificado comercial Expandex® 160003. Obtidos os produtos panificados, foi determinada a composição físico-química e observado que os tipos de amidos influenciaram nas características internas, externas e no sabor. Os produtos panificados foram submetidos à análise sensorial de aceitabilidade, utilizando-se a escala hedônica de nove pontos, com provadores não-treinados. As amostras de pão de queijo contendo amido modificado oxidado com peróxido de hidrogênio foram as que apresentaram o melhor resultado entre as formulações. Para as amostras de biscoito de polvilho, as elaboradas com polvilho azedo e com Expandex® 160003 foram superiores e não diferiram estatisticamente.

Características físico-químicas de amidos modificados com permanganato de potássio/ácido lático e hipoclorito de sódio/ácido lático

Amidos oxidados em elevadas concentrações produzem pastas fluidas, são estáveis à retrogradação e aplicados em indústrias de papel, têxtil e de alimentos. Esta propriedade é atribuída à presença de carboxilas, com cargas negativas e mais volumosas que as hidroxilas. Neste trabalho, amidos de batata, batata doce, mandioca, mandioquinha salsa, milho e milho ceroso foram modificados com KMnO4/ácido lático e NaOCl/ácido lático e caracterizados quanto ao teor de carboxilas, poder redutor, coloração diferencial, propriedade de expansão e propriedades viscoamilográficas, em água e tampões acetato (pH 4,0) e fosfato (pH 7,0). Amidos de milho ceroso e de mandioca modificados com KMnO4/ácido lático apresentaram elevadas expansões (25,8 e 24,1 mL.g-1, respectivamente). As pastas de amido de milho ceroso resistiram a ciclos de congelamento/descongelamento. A coloração diferencial e o teor de carboxilas não permitiram diferenciar as amostras; apenas o amido de batata reagiu com azul de metileno devido aos grupos fosfato. Quanto ao pH e acidez, as amostras apresentaram valores próximos da neutralidade, exceto o amido de milho e milho ceroso modificados com NaOCl. Amidos oxidados com KMnO4/ácido lático apresentaram picos de viscosidade inferiores aos tratados com NaOCl. Os picos de viscosidade em tampão fosfato foram inferiores aos em água e em tampão acetato.

Características físicas de filmes biodegradáveis produzidos a partir de amidos modificados de mandioca

Amidos de mandioca podem ser matérias-primas para a obtenção de filmes biodegradáveis, sendo que para a formação destes é necessária a elaboração de suspensões filmogênicas. Alguns processos de modificação do amido podem torná-lo miscível em água fria, e outros processos de modificação podem alterar as propriedades dos filmes, tornando-os mais fortes e flexíveis. O objetivo deste trabalho foi verificar as características físicas de filmes biodegradáveis elaborados com amidos modificados de mandioca pelo processo de casting (desidratação de uma solução filmogênica sobre placas de Petri). Os amidos modificados utilizados foram: cross linked; carboximetilamido (CMA) de baixa viscosidade e alta viscosidade e esterificado. A viscosidade é fator importante para a elaboração da suspensão filmogênica e foi avaliada utilizando-se o equipamento Rapid Visco Analyser (RVA). Os filmes elaborados foram comparados a um filme de PVC comercial com espessura de 0,0208 a 0,0217 mm. Os amidos foram caracterizados por avaliação da composição físico-química, granulometria, microscopia eletrônica e viscosidade (Rapid Visco Analyser). A análise por microscopia eletrônica dos filmes ressaltou as diferenças entre os diferentes amidos utilizados. O RVA mostrou que, com exceção do cross linked, todos os amidos modificados apresentaram certa solubilidade a frio, o que facilita o preparo das soluções filmogênicas, entretanto, todos os amidos modificados apresentaram redução acentuada da tendência à retrogradação, propriedade geralmente associada à formação de filmes. As espessuras dos filmes de amido variaram de 0,0551 a 0,1279 mm, cujas espessuras mínimas foram a dos filmes de amido cross linked. Os filmes mostraram-se transparentes, manuseáveis e bem homogêneos. Não houve interferência da espessura na permeabilidade ao vapor d'água, e os filmes com 5% de matéria-seca, independente do tipo de amido modificado, foram mais permeáveis que o PVC. Porém, quando se compara o filme biodegradável de amidos modificados com o filme comercial de PVC, ainda há muito que se trabalhar na formulação para melhorar várias propriedades deste tipo de embalagem, que tem amplo uso atualmente.