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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo do modelo de percolação de sítios e suas aplicações em eletrodos de baterias
Autor: Moraes, Alex Silva de 
Primeiro orientador: Lopes, Mauro Chierici
Resumo: O conhecimento do funcionamento de eletrodos porosos é de extrema importância para o estudo de baterias, visto que estes são amplamente utilizados nas indústrias. A descrição matemática atualmente utilizada para a descrição desse tipo de eletrodo é a teoria macrohomogênea, que assume uma homogeneidade na estrutura porosa e trabalha com médias dos parâmetros. O presente trabalho buscou utilizar a teoria de percolação de sítios para implementar a teoria macrohomogênea por meio de resultados estatísticos obtidos através de simulações computacionais e relacionar os parâmetros obtidos com parâmetros eletroquímicos utilizados na descrição de eletrodos porosos. Na primeira parte do trabalho foi criado um algoritmo de percolação de sítios baseado no modelo proposto por Chirkov e Rostokin (2002) [1] e os resultados foram comparados para a validação do algoritmo. Na sequência, foi feita a interpretação dos resultados para aplicação em eletrodos de baterias. O trabalho apresenta uma relação otimizada da proporção entre transporte iônico dentro dos poros e reações químicas na sua superfície, além de uma analise da condutividade dos eletrodos positivo e negativo levando em consideração a formação de PbSO4 na superfície dos poros. Por fim, foi proposto um modelo para o cálculo do parâmetro a da teoria macrohomogênea e comparado este modelo com os modelos utilizados por outros autores na literatura. O modelo apresentado neste trabalho se assemelha a alguns modelos da literatura, com a vantagem de dar significado físico aos seus parâmetros e não depender de dados empíricos.
Abstract: The knowledge of how porous electrodes work is of extreme importance for the study of batteries, since they are widely used in industries. The mathematical description currently used for the description of this kind of electrode is Newman’s macro-homogeneous theory, which assumes a homogeneity in the porous structure and works with averages over the electrode. The purpose of the present study was to use the site percolation theory to implement the macro-homogeneous theory by means of statistical results obtained through computer aided simulations and relate the obtained parameters with electrochemical parameters used in the description of porous electrodes. The first part of this study aimed the implementation of a site percolation algorithm based on the model of Chirkov and Rostokin [1] and the results were compared for validation of the algorithm. Then, we interpreted the results for the application on battery electrodes. The study presents an optimal relation between the ionic transport inside the pores and the chemical reactions on its surface as well as an analysis of the conductivity of the positive and negative electrodes taking into account the PbSO4 formation on the pore surface. Finally, a model for the calculation of the parameter a of the macro-homogeneous theory was proposed and compared with other models from the literature. The model presented in this study resembles some of the literature, with the advantage of giving physical meaning to its parameters and not relying on empirical data.
Palavras-chave: Não consta
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química (Mestrado)
Citação: Moraes, Alex Silva de. Estudo do modelo de percolação de sítios e suas aplicações em eletrodos de baterias. 2018. 82 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1009
Data de defesa: 23-Mar-2018
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada

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