SISTEMAS DE TUBOS DE PAREDE ELETRODEPOSITADA PARA CÉLULAS A COMBUSTÍVEL E PROCESSOS PARA SUA ELABORAÇÃO.

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Abstract

"SISTEMAS DE TUBOS DE PAREDE ELETRODEPOSITADA PARA CÉLULAS A COMBUSTÍVEL". Caracterizado pelo uso de tubos eletrodepositados de parede de rutênio, ou níquel, ou azul da prússia, ou sais de rutênio, oxinitreto de molibidênio, ou fosforidinas, ou hexacianoniquelatos de diâmetro inferior a 25 m, com carga de platina, ligas de platina ou ouro, ou ligas de ouro, ou combinações destes, e superfície externa hidrófoba, obtida por processos como: a aplicação de grãos de teflon por caldeamento; aplicação de teflon fundido aprisionado em negro de fumo; aprisionamento de pós hidrófobos; costura de fios hidrófobos; aglutinação com poliéster, para obtenção de uma camada, tecida ou não tecida, com ou sem dos microtubos com outros materiais, sendo possível a obtenção direta de tecidos destes tubos especiais de materiais eletrodepositados, que face a habilidade da camada de transportar por dentro dos tubos eletrólito líquido e por fora dos tubos gás, permitem a execução de vários arranjos de difusores para células a combustível de membrana polimérica, capazes de transportar simultaneamente gás e líquidos, viabilizando entre outras coisas o uso de convecção eletrocapilar em células a combustível, sendo o sistema também caracterizado pelo uso de fios de baixo diâmetro de polímeros, inclusive seda, raion, microfibras de náilon, poliamidas, poliimidas, acrílico, PHB, PGA, em fios isolados ou tecidos prontos, misturados ou não a fios hidrófobos e inertes, como base para processo de deposição de uma parede metálica porosa, com posterior dissolução do tecido ou fio base. Alternativamente os fios podem ser revestidos por outro polímero, a nova superfície externa ser ativada, o polímero interno dissolvido, e feita a eletrodeposição direta do material final mesmo que não dúctil Os tubos que podem ter variantes caracterizadas por porosidade em suas paredes para transporte adequado de oxigênio ou hidrogênio para reações em seu interior. A parede porosa metálica poderá ser do material final, de um metal auxiliar ou metal temporário, dúcteis. No caso do primeiro metal depositado não ser o material base final do fio, há aplicação posterior do material final e eventual retirada do metal temporário, seguida da etapa de aplicação do catalisador por capilaridade na região interna. Por exemplo com a aplicação de cobre sobre as fibras, remoção das fibras, deposição de rutênio e remoção do rutênio, e aplicação do catalisador. No caso de tubos de parede não porosa, a zona de pré-reação com poros maiores, é uma camada adicional de poros mais grossos, que a camada principal de catálise, no caso de tubos porosos, procura-se ter reação auxiliar de redução de tensão superficial dentro dos tubos. A pré-reação nos tubos de células ácidas tem como vantagem a melhor resposta dinâmica da célula ao se solicitar mais corrente, que é pior no caso dos tubos não porosos, pela menor área específica da camada de catálise junto a interface gás líquido, e pela redução da área de interface gás-líquido. Nestes tubos, os eventuais poros e catalisadores empregados visam primariamente reduzir o teor de prótons e a carga do banho de forma mais eficaz que com o uso de mais de um tamanho de poro em outras partes da célula, podendo fazê-lo gerando água oxigenada e corrente elétrica, por exemplo com ouro, ou pela eletro-redução completa do oxigênio com catalisadores usuais de células a combustível, como por exemplo platina. Sua atividade também contribuirá significativamente na geração de corrente elétrica pela célula. Estes tubos são bons condutores, face a escolha de seus materiais, e sendo de materiais inertes são imunes à oxidação. A porosidade da parede dos tubos, também facilita quando presente sua fabricação, uma vez que facilita a saída do material das fibras de base, e a penetração dos reagentes ou solventes que a removem, reduzindo o tempo de processo.