Electrolito sólido polimérico: desde las pilas de combustible hasta la electrosíntesis orgánica

En este trabajo, en primer lugar, se presenta una nueva técnica desarrollada en nuestro laboratorio para el estudio electroquímico de las capas catalíticas de las pilas de combustible en células de tres electrodos, centrándonos en el proceso de electroxidación de ácido fórmico como reacción de test. Gracias a esta técnica se han estudiado parámetros de construcción como % en peso del metal, relación Nafion / sólidos totales y recubrimiento catalítico comprobando como la adsorción irreversible de adátomos de Bi sobre Pt soportado sobre Vulcan XC-72 favorece este proceso y como puede caracterizarse la capa catalítica de una pila de combustible de ácido fórmico (DFAFC) de forma integral utilizando estudios de sistemas nanoparticulados de Pt-Pd soportados sobre Vulcan XC-72 en el seno de ésta. En segundo lugar se ha introducido el concepto de PEMER (Polymer Electrolyte Membrane Electrochemical Reactor). De esta forma, una configuración electródica propia de las pilas de combustible se utiliza en electrosíntesis orgánica. Como reacciones test se han testeado la formación de 1-feniletanol como producto mayoritario por hidrogenación electrocatalítica de la acetofenona sobre nanopartículas de Pd soportadas sobre Vulcan XC-72 como electrocatalizador y, utilizando Pb (catalizador no noble) soportado sobre Vulcan XC-72, se ha estudiado la ruptura del puente disulfuro de L-cistina y N,N-diacetil-L-cistina (NNDAC) para obtener L-cisteína y N-acetil- L-cisteína (NAC). En ambas reacciones, hidrogenación y ruptura del puente disulfuro, se han analizado tanto parámetros constructivos de la capa catalítica como parámetros de proceso tanto a escala laboratorio con el uso de un reactor comercial de 25 cm² como a escala pre-piloto con la construcción de un reactor de 100 cm².

Influencia del diseño de los canales de flujo en el rendimiento de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC)

Las pilas de combustible se presentan hoy día como una de las alternativas de generación de energía limpia más adecuadas. En este proyecto de tesis se presenta una visión global de lo que son, de cómo funcionan y de cuáles son las leyes que rigen este funcionamiento, centrándose en las denominadas pilas de combustible de tipo PEM. Además de describir el modelo matemático utilizado para la simulación numérica, también se presenta un procedimiento optimizado para la simulación de prototipos de pila de combustible de tipo PEM. Se incluye una recopilación de los resultados más importantes de los estudios realizados en los últimos años relacionados con la influencia de los diferentes parámetros geométricos de los canales de flujo en el rendimiento global de una pila de combustible de tipo PEM. Esta revisión se ha utilizado como base para un nuevo estudio: Análisis de la influencia de la configuración de la sección transversal del canal de flujo en el funcionamiento de una pila de combustible de tipo PEM con canales de flujo de tipo serpentín. Finalmente, se realiza una propuesta de nueva geometría de canales de flujo que proporcione un rendimiento global óptimo al sistema a través de de la homogeneización de las condiciones de operación a lo largo de toda la superficie reactiva de la pila.

Estudo da eletrocatálise das reações de oxidação de ácido fórmico e metanol sobre fases intermetálicas ordenadas Pt-M(M = Mn, Mo, Pb, Sb e Sn)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudio del abastecimiento energético para un barrio modelo utilizando cogeneración con pila de combustible

El alcance del proyecto es describir las directrices técnicas, la definición de criterios, y la estrategia de suministro de energía (Electricidad. Calefacción y Agua Caliente Sanitaria (ACS)) a un barrio modelo situado en un entorno urbano. De inicio se estudia los diversos modelos energéticos atendiendo a la normativa y tecnología, que se pueden aplicar en un conjunto residencial, dando como resultado el modelo propuesto de abastecimiento energético, mediante calefacción de distrito, que incorporara el diseño de una planta de producción de energía termo-eléctrica o Central de Energías basada en la tecnología de condensación de baja temperatura para calefacción y A.C.S. incluyendo una cogeneración con pila de combustible. Al mismo tiempo se han calculado y diseñado una serie de chimeneas externas para dar cumplida necesidad técnica y legal al proyecto. Estos estudios nos sirven de punto de partida para analizar la amortización de la inversión y por tanto la rentabilidad y viabilidad del proyecto, comparándose con los costes económicos derivados de la generación por sistemas convencionales. Para finalizar se hace mención a las ventajas medioambientales y a los grados de seguridad en la planta de producción ABSTRACT The scope of this work is the description of an energy supply project ( Electricity, heat and hot water ) to a housing development in a urban neibourhood , including technical criteria in their different options. Initially, several solutions are studied based on available technologies and legal restrictions. The final proposal is based on the district hearing model including electricity production in cogeneration via fuel cell technology as well as heating and hot water produced by low temperature condensation boilers It includes calculations and design criteria of the exhaust gases system and chimeneys in compliance with legal requirement in urban areas. This work also includes an economical model including payback, IRR and VAN analysis and an economical comparaison with the standard solutions. Finally, environmental advantages of the preferred solution over other standards as well as safety issues are also presented.

Comportamiento electroquímico y en pila de combustible de cátodos fabricados mediante evaporacion electrónica de Pt frente a electrodos comerciales

(SPA) Con el objetivo de disminuir el coste de los electrodos utilizados en las pilas de combustible de membrana polimérica se ha llevado a cabo un estudio de la influencia sobre la respuesta electroquímica y en ensayos en monocelda de pila de combustible de alcohol directo, de la deposición por evaporación electrónica de platino sobre tela de carbón. Se han estudiado en las mismas condiciones dos electrodos comerciales con distinta carga de catalizador y dos electrodos preparados por evaporación electrónica de platino. Se encuentra que la evaporación electrónica de platino sobre tela de carbón ahorra carga de catalizador, aumenta la superficie electroactiva y permite alcanzar rendimientos comparables a los de los electrodos comerciales, mejorando mucho la potencia obtenida por unidad de masa de material catalítico. (ENG) In order to diminish the cost of the electrodes used in polymer membrane fuel cells a study of the influence on the electrochemical response and essays in a single direct methanol fuel cell of the deposition by electronic evaporation of Platinum on carbon cloth has been carried out. Two commercial electrodes with different catalyst loading and two electrodes prepared by electronic evaporation of Platinum have been studied in the same conditions. It can be concluded that electronic evaporation of Platinum on carbon cloth saves catalyst load, increases the electroactive surface area and reaches fuel cell performances comparable with those obtained using commercial electrodes, improving clearly the power obtained per unit mass of catalytic material.

Lógica borrosa para la estimación de estados críticos de una pila de combustible PEM

La determinación en tiempo real de los estados críticos de operación de la pila de combustible de membrana intercambio protónico (siglas en ingles, PEM) es uno de los principales retos para los sistemas de control de pilas de combustible PEM. En este trabajo, se presenta el desarrollo e implementación de un método no invasivo de bajo coste basado en técnicas de decisión borrosa que permite estimar los estados críticos de operación de la pila de combustible PEM. La estimación se realiza mediante perturbaciones al estado de operación de la pila y el análisis posterior de la evolución temporal del voltaje generado por la pila. La implementación de esta técnica de estimulación-percepción de estado de la pila de combustible para la detección de estados críticos constituye una novedad y un paso hacia el control autónomo en óptimas condiciones de la operación de las pilas de combustible PEM.

Instalaciones energéticas en edificios. viabilidad de las pilas de combustible en edificios de viviendas.

[ES]El siguiente proyecto analiza la viabilidad energética y económica que supone la instalación de una tecnología de pilas de combustible como cogeneración en una vivienda unifamiliar en Madrid. Al mismo tiempo, se compara dicha instalación con otra más desarrollada como es la combinación entre una caldera de condensación y la red eléctrica.

Efeitos de emurchecimento, formol, ácido tórmico e solução de Viher sobre a qualidade de silagens de capim-elefante, cultivares Mineiro e Vruckwona.

As cultivares Mineiro e Vrockwona do capim-elefante (Pennisetumpurpureun Schum) foram cortadas aos 75 dias de desenvolvimento, ensiladas em tambores metálicos e submetidas a quatro tratamentos: 1. Emurchecimento ao sol por oito horas; 2. Adição de 0,5% de formal ao material seco e picado; 3. Adição de 0,5% de ácido fórmico (85%); e 4. Adição de 0,2% da solução de "Viher" (70% formal + 26% ácido fórmico + 4% água). Quando o tratamento adotado foi o emurchecimento, os teores de carboidratos solúveis foram suficientes para produzir silagens láticas com baixos teores de pH, e ácidos acético e butírico. Na ensilagem das duas cultivares do capim-elefante, cortadas aos 75 dias de desenvolvimento, houve necessidade de se elevar a dose da solução de "Viher" para que se evitasse a obtenção de silagens inferiores.

Estudo teórico da redução fotocatalítica do gás carbônico a metanol utilizando dióxido de titânio

O aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEE) de fontes antropogênicas tem sido visto como uma das principais contribuições para o aquecimento global, ameaçando a vida no planeta. O dióxido de carbono (CO2) é um dos principais GEE e suas fontes geradoras estão relacionadas a processos essenciais à sociedade, como a produção de energia, produtos diversos e transporte. A conversão do CO2 parece ser uma alternativa promissora para reduzir a emissão deste gás na atmosfera. De particular interesse para este estudo, a fotorredução do CO2 a metanol pode contribuir para mitigar o problema dos GEE, gerando um importante insumo da indústria química. Assim, este estudo tem por objetivo utilizar cálculos quanto-mecânicos, como a Teoria do Funcional Densidade, para investigar um caminho para a reação de redução do CO2. A reação de redução do CO2 à ácido fórmico, formaldeído e metanol foi estudada sem a interação com o catalisador e na presença de dióxido de titânio como catalisador. Foi realizada uma comparação de cálculos em diferentes níveis teóricos e diferentes bases, com dados experimentais. Para os cálculos envolvendo o TiO2, foi utilizado o nível B3LYP/6-31G(d,p). Frequências vibracionais também foram calculadas para cada etapa, permitindo a identificação de possíveis estados de transição e estimativa de barreiras de reação (energia potencial). Cálculos de coordenada intrínseca de reação (IRC) foram empregados para confirmar que os estados de transição encontrados, estão relacionados a cada etapa estudada. A comparação da redução do dióxido de carbono a ácido fórmico, com e sem catalisador, mostrou que a presença do dióxido de titânio reduziu em mais de 25,0% a barreira reacional desta etapa

Modificación del sistema energético de la unidad móvil de donantes de osakidetza (CVTT)

[ES]Hoy en día los vehículos usados en la extracción de sangre utilizan un motor de combustión interna, no solamente para sus desplazamientos, sino también para generar electricidad con la que poder utilizar todos los aparatos del interior. Como consecuencia, el autobús es una fuente importante de ruidos y contaminación, ya que el motor diesel está funcionando durante las largas paradas en las que se realiza dicha actividad. El objetivo del proyecto es diseñar un sistema innovador basado en pilas de combustible que sirva para alimentar todos los equipos y dispositivos, evitando el ruido, las vibraciones y los gases contaminantes. Para ello y en primer lugar, será necesario estimar el consumo total del autobús. Tras esto, también se tomarán una serie de decisiones con el fin de mejorar la eficiencia energética del autobús. Finalmente, se hará un diseño del sistema energético, el cual debe incluir una pila de combustible, junto con todos sus sistemas asociados, y todas las especificaciones.

Determinação simultânea de Rifampicina, Isoniazida, Pirazinamida e Etambutol em comprimidos com doses fixas combinadas

Os comprimidos utilizados no tratamento da tuberculose possuem quatro fármacos associados, isoniazida, pirazinamida, etambutol e rifampicina, e são distribuídos gratuitamente pelo Sistema Único de Saúde. Os métodos analíticos oficiais para analisar este medicamento estão especificados na Farmacopeia Americana 36a edição e na Farmacopeia Internacional 4a edição. Porém, estes compêndios oficiais não possuem monografias para análise simultânea dos quatro fármacos. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma metodologia para determinar simultaneamente os princípios ativos em comprimidos dose fixa combinada, utilizando-se cromatografia a líquido de alta eficiência com detector de ultravioleta-visível, pois é de grande importância para o controle da qualidade do medicamento. O método desenvolvido utilizou coluna cromatográfica C18 (250 x 4,6) mm e 5 μm, fase móvel constituída de fase aquosa (85 % tampão formiato de amônio 0,3 mol/L pH 5, 15 % metanol e 0,005 mol/L de Cu2+ ou 250 mg/L de CuSO4.5H2O) e fase orgânica (metanol, 0,1 % de trietilamina e 0,2 % de ácido fórmico). O fluxo foi de 1,0 mL/min e comprimento de ondade 265 nm para isoniazida, pirazinamida e o etambutol e de 335 nm para rifampicina. Este método apresentou desvio padrão relativo inferior a 2,0 % na precisão e linearidade para os quatro fármacos estudados.

Avaliação do perfil urinário de biomarcadores do stress oxidativo e a sua correlação com as doenças cardiovasculares

Com a realização deste trabalho pretendeu-se estabelecer o perfil urinário de níveis de biomarcadores do stress oxidativo (5-HMU; UAc; MDA; 8-OHdG) em indivíduos saudáveis (grupo controlo) comparando com o de doenças cardiovasculares (grupo CVD) de modo a avaliar o seu potencial como possíveis biomarcadores da possibilidade de ocorrência de CVD. A extração dos compostos alvos foi realizada por recurso a uma nova técnica extrativa - microextração com adsorvente empacotado em seringa (MEPS) controlada digitalmente (eVol). A análise dos biomarcadores foi efetuada por cromatografia líquida de ultra eficiência (UHPLC) utilizando como coluna analítica a HSS T3 (100 mm × 2,1 mm, 1,7 μm de tamanho da partícula) e com um sistema deteção de fotodiodos (PDA). Otimizaram-se os parâmetros experimentais com influência no processo extrativo, nomeadamente no que se refere ao tipo de adsorvente, á influência do pH, ao volume de amostra, ao número de ciclos extrativos, lavagem e ao volume de eluição. Foram ensaiadas diferentes condições experimentais e selecionadas as que corresponderam a uma maior eficiência extrativa, expressa pela área total relativa dos analitos e reprodutibilidade. Os melhores resultados foram obtidos usando como adsorvente C8, o pH da amostra ajustado a 6, o adsorvente foi carregado com 5x50 μL de amostra e a eluição com 1x50 μL de 0,01% ácido formico e 3x50 μL de 20% metanol. Para a separação cromatográfica dos analitos usou-se uma fase móvel binária (0,01% ácido fórmico:20% metanol), em modo isocrático e um fluxo de 250 μL min-1. O método analítico foi validado em termos de seletividade, linearidade, limite de deteção (LOD), limite de quantificação (LOQ), efeito matriz, exatidão e precisão (intra e interdias) e aplicada a determinação de biomarcadores alvo nos dois grupos estudados, obtiveram-se bons resultados em termos seletividade e linearidade (R2>0,9906), os valores de LOD e LOQ obtidos foram baixos, variando entre 0,00005 - 0,72 μg mL-1 e 0,00023 – 2,31 μg mL-1 respetivamente. Os resultados da percentagem de recuperação (91,06 – 123,02 %), precisão intra-dia (0,95 – 8,34 %), precisão inter-dia (4,58 -6,33 %) e o efeito de matriz (60,11 – 110,29 %) deste método foram satisfatórios. A aplicação da metodologia validada aos dois grupos em estudo permitiu concluir que as concentrações de UAc e MDA entre os dois grupos, contrariamente ao 5-HMU e ao 8- OhdG cujas concentrações são estatisticamente diferentes entre o grupo controlam e o grupo CVD.

Obtenção de álcool alílico (PROP-2-EN-1-OL) a partir da glicerina derivada do biodiesel de óleo de mamona

In this work, biodiesel was produced from castor oil that was a byproduct glycerin. The molar ratio between oil and alcohol, as well as the use of (KOH) catalyst to provide the chemical reaction is based on literature. The best results were obtained using 1 mol of castor oil (260g) to 3 moles of methyl alcohol (138g), using 1.0% KOH as catalyst at a temperature of 260 ° C and shaken at 120 rpm. The oil used was commercially available, the process involves the reaction of transesterification of a vegetable oil with methyl alcohol. The product of this reaction is an ester, biodiesel being the main product and the glycerin by-product which has undergone treatment for use as raw material for the production of allyl alcohol. The great advantage of the use of glycerin to obtain allyl alcohol is that its use eliminates the large amount of waste of the biodiesel and various forms of insult to the environment. The reactions for the formation of allyl alcohol was conducted from formic acid and glycerin in a ratio 1/1, at a temperature of 260oC in a heater blanket, being sprayed by a spiral condenser for a period of 2 hours and the product obtained contains mostly the allylic alcohol .. The monitoring of reactions was performed by UV-Visible Spectrophotometer: FTIR Fourier transform, the analysis showed that these changes occur spectrometer indicating the formation of the product allylic alcohol (prop-2-en-1-ol) in the presence of water, This alcohol was appointed Alcohol GL. The absorption bands confirms that the reaction was observed in (υ C = C) 1470 -1600 cm -1 and (υ CO), 3610-3670 attributed to C = C groups and OH respectively. The thermal analysis was carried out in a thermogravimetric analyzer SDT Q600, where the mass and temperature are displayed against time, that allows checking the approximate rate of heating. The innovative methodology developed in the laboratory (LABTAM, UFRN), was able to treat the glycerine produced by transesterification of castor oil and used as raw material for production of allyl alcohol, with a yield of 80%, of alcohol, the same is of great importance in the manufacture of polymers, pharmaceuticals, organic compounds, herbicides, pesticides and other chemicals

Caracterização e quantificação de marcadores químicos do extrato hidroetanólico das folhas de Kalanchoe brasiliensis Cambess

Kalanchoe brasiliensis Cambess (Crassulaceae), commonly known as saião , coirama branca , folha grossa , is originally from Brazil and commonly found in São Paulo to Bahia, mainly in the coastal zone. Regarding of biological activities, most preclinical studies were found in the literature, mainly about the anti-inflammatory activity of extracts obtained from leaves and / or aerial parts of K. brasiliensis. As regards the chemical constitution, it has been reported mainly the presence of flavonoids in the leaves of the species, but until this moment did not knows which are the active compounds. Although it is a species widely used in traditional medicine in Brazil, there is no monograph about the quality parameters of the plant drug. In this context, this study aims to characterize and quantify the chemical markers of hydroethanolic extract (HE) from the leaves of K. brasiliensis, which can be used in quality control of plant drug and derivatives obtained from this species. The methodology was divided into two parts: i. Phytochemical study: to fractionate, isolate and characterizate of the chemical (s) marker (s) of the HE from the leaves of K. brasiliensis; ii. To Developed validate of analytical method by High Performance Liquid Chromatography (HPLC)-diode array detector (DAD) to quantify the chemical (s) marker (s) of the EH. i. The EH 50% was prepared by turbo extraction method. It was then submitted to liquid-liquid partition, obtaining dichloromethane, n-butanol and ethyl acetate (AcOEt) fractions. The AcOEt fraction was selected to continue the fractionation process, because it has a chemical profile rich in flavonoids. The acOEt fraction was submitted to column chromatography using different systems for obtaining the compound Kb1. To identify this compound, it was submitted to UV analysis ii. For quantitative analysis, the EH was analyzed by HPLC, using different methods. After selecting the most appropriate method, which showed satisfactory resolution and symmetrical peaks, it was validated according to parameters in the RE 899/2003. As result, it was obtained from the AcOEt fraction the compound Kb1 (2.7 mg). Until this moment, the basic nucleus was characterized by UV analysis using shift reagents. The partial chemical structure of the compound Kb1 was identified as a flavonol, containing hydroxyls in 3 , 4 position (ring A), 5 and 7 free (ring B) and a replacement of the C3 hydroxyl by a sugar. As the analysis were performed in the HPLC coupled to a DAD, we observed that the UV spectrum of the major peaks of EH from K. brasiliensis shown similar UV spectrum. According to the literature, it has been reported the presence of patuletin glycosydes derivatives in the leaves of this species. Therefore, it is suggested that the compound Kb1 is glycosylated patuletin derivative. Probably the sugar (s) unit(s) are linked in the C3 in the C ring. . Regarding the development of HPLC analytical method, the system used consists of phase A: water: formic acid (99,7:0,3, v / v) and phase B: methanol: formic acid (99,7:0,3, v / v), elution gradient of 40% B - 58% B in 50 minutes, ccolumn (Hichrom ®) C18 (250x4, 0 mm, 5 μm), flow rate 0.8 mL / min, UV detection at 370 nm, temperature 25 ° C. In the analysis performed with the co-injection of thecompound Kb1 + HE of K. brasiliensis was observed that it is one of the major compounds with a retention time of 12.47 minutes and had a content of 15.3% in EH of leaves from K. brasiliensis. The method proved to be linear, precise, accurate and reproducible. According to these results, it was observed that compound Kb1 can be used as a chemical marker of EH from leaves of K. brasiliensis, to assist in quality control of drug plant and its derivatives

Ação Isolada ou Combinada de Ácidos Orgânicos e Promotor de Crescimento em Rações de Frangos de Corte

O experimento teve como objetivo verificar a ação da apramicina (10 ppm) e dos ácidos fórmico + propiônico (0,0; 0,1 e 0,2%) no desempenho de frangos de corte sexados. A mistura dos ácidos orgânicos foi de 1:1. O delineamento foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 3 x 2 (apramicina x ácidos orgânicos x sexos), com 4 repetições de 45 aves por parcela, totalizando 2.160 pintos Cobb de 1 dia. As aves receberam ração à vontade. Na fase inicial, a adição da apramicina (10 ppm) e 0,1% dos ácidos orgânicos, isoladamente, melhorou o ganho de peso das aves. A adição conjunta dos produtos não promoveu ganho acumulado. Na presença da apramicina, a adição dos ácidos orgânicos piorou a conversão alimentar. Nas fases final e total, os dados de desempenho não apresentaram diferenças significativas. O rendimento de carcaça foi prejudicado com a adição conjunta da apramicina e 0,1% dos ácidos orgânicos.