Grupo de Pesquisa em Combustão

Renzo Fabricio Figueroa Piña

Possui graduação em Engenharia Mecânica Pela Universidad Francisco de Paula Santander (2002) e revalidado pela UFSC (2013), mestrado (2006) e doutorado (2013) pelo programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atualmente é pesquisador do Laboratório de Combustão e Engenharia de Sistemas Térmico (LabCET). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Aproveitamento da Energia, atuando principalmente nos seguintes temas: Célula a combustível, eletroquímica, Reforma de combustível, cinética química, combustão e Transferência de calor e massa. 

Pesquisa:

Desenvolvimento de Modelos para a Cinética da Eletrocatálise Direta de Etanol em Células PEM

O projeto enfoca o desenvolvimento de modelagem da reação eletroquímica de oxidação de etanol em células a combustível de etanol direto tipo PEM (DEPEMFC). O modelo da célula DEPEMFC considera a cinética de eletro-oxidação de etanol, o transporte de massa e a resistência elétrica dos diversos materiais que formam a célula a combustível. A reação eletroquímica de oxidação do etanol sobre eletrodos bimetálicos de PtSn suportados em tecido de carbono é representada através de um mecanismo cinético de 4 etapas entre 6 espécies químicas. As espécies químicas consideradas são etanol (C2H5OH), água (H2O), acetaldeído (CH3CHO), radical ácido acético (CH3CO), radical hidroxila (OH) e acido acético (CH3COOH). O mecanismo de Langmuir-Hinshelwood prevê a adsorção de etanol e água em sítios catalíticos de Pt e Sn, respectivamente, a reação superficial envolvendo acetaldeído, radical ácido acético e radical hidroxila, e a dessorção de ácido acético como produto final. O resultado líquido do mecanismo cinético é a formação de 4 elétrons ao invés de 12, conforme previsto pela reação global para produtos saturados. Isso causa a redução da eficiência de primeira lei da célula de 97% para 11%. Os resultados do modelo são expressos em termos de 3 constantes cinéticas e de equilíbrio e geram a curva de polarização do ânodo. As equações do modelo cinético são completadas pelas demais equações de transporte e equilíbrio permitindo a modelagem de DEPEMFC. A comparação com medições disponíveis na literatura revelam boa concordância. O trabalho é finalizado com a análise da influência dos parâmetros cinéticos, concentração de etanol e temperatura. A cinética eletroquímica revela-se como o fenômeno determinante do desempenho da DEPEMFC.

Publicações:

1. Garcia-Acevedo L.E ; Oliveira, Amir Antônio Martins De ; Figueroa, P. R. F . Structural and Operational Analysis of a PEM Fuel Cell for a Theoretical Model Formulation. In: 22nd International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, 2009, Foz doIguaçu, PR. 22nd International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, 2009.
2. Garcia, L. E. ; Figueroa, P. R. F ; Oliveira, Amir Antônio Martins De ; Bazzo, E. . Analysis of mass and charge transfer in a pem fuel cell. In: 18 Congreso internacional de engenharia mecânica, COBEM, 2007, Brasilia, DF. 18 Congreso internacional de engenharia mecânica, COBEM, 2007.
3. Figueroa, P. R. F ; Oliveira, Amir Antônio Martins. Análise e desenvolvimento de reformador compacto de etanol para obtenção de hidrogênio para a célula a combustível. In: 11th Braziian Congress Of Thermal Sciences And Engineerin Encit 2006, 2006. 11th Braziian Congress Of Thermal Sciences And Engineerin Encit 2006. Curitiba, 2006.
4. Figueroa, P. R. F ; Oliveira, Amir Antônio Martins. Análise termodinâmica da reforma a vapor de etanol. In: X Latinamerican Congress Of Heat And Mass Transfer, 2005, Caracas, Venezuela. X Latinamerican Congress Of Heat And Mass Transfer, 2005.