Avaliação de membranas hidrocarbônicas não fluoradas para uso como eletrólito em célula a combustível tipo DEFC

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Marczynski, Elaine Sirlei
• Orientador(a): Forte, Maria Madalena de Camargo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Membranas (Tecnologia); Células a combustível; Etanol
• Palavras-chave em Inglês: Fuel cell; GDL; GDE; Electrode; Electrolyte membrane; Ethanol
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/103831

Membranas hidrocarbônicas não fluoradas têm sido desenvolvidas para uso em substituição as membranas fluoradas (Nafion®) em células a combustível de eletrólito polimérico (PEMFC), ou em temperaturas superiores a 80 °C, ou em células com adição direta de álcool. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de membranas hidrocarbônicas catiônicas, desenvolvidas para uso em célula a combustível alimentada com etanol (DEFC), e de camadas de difusão gasosa (GDL – Gas Difusion Layer) e eletrodos (GDE – Gas Difusion electrode) preparados para uso com as mesmas. Duas membranas hidrocarbônicas (E-750 e P-730) da empresa FuMATech®/GR foram avaliadas quanto à capacidade de troca iônica e grau de inchamento em água/etanol, quanto a composição química, morfologia, comportamento térmico e visoelástico e condutividade por impedância. As GDLs foram preparadas a partir de uma emulsão aquosa de Teflon® e pó de carbono Vulcan XC-72R®, com e sem agente emulsificante (resina sulfonada), dispersa em ambas as faces do tecido de carbono pelo método de aspersão. Os GDEs foram preparados pela deposição de emulsão catalítica de diferentes eletrocatalisadores sobre as respectivas GDLs do ânodo e catodo. Os GDEs anódico e catódico foram preparados com 1 mg.cm-2 do eletrocatalisador de PtSn/C 20% (75:15) e de Pt/C (20:80), respectivamente, e caracterizados por MEV-EDS. As características fisico-químicas das membranas hidrocarbônicas foram similares às apresentadas pela membrana Nafion®. O desempenho do protótipo de célula unitária DEFC com as membranas FuMATech® foi inferior ao obtido com a membrana Nafion® usando-se GDE comercial. Por outro lado, ensaios com a membrana Nafion® utilizando-se os eletrodos preparados neste trabalho e eletrodos comerciais apresentaram valores de potencial similares.