Search

Natural dyes can be used in dye sensitized solar cells (DSSCs) to generate low-cost devices, although with low light harvesting because of energy losses from the recombination process. This study investigates recombination reactions in DSSCs with natural dyes extracted from eggplants, plums, and hibiscus flowers. Titanium dioxide films were coated on a fluorine-doped tin oxide glass conductor substrate by the doctor blading method and impregnated in a dye solution for 24 h. Electrodeposited platinum was used as the cathode, and I3–/I– as the redox couple. The techniques employed were: intensity modulated photovoltage spectroscopy, intensity modulated photocurrent spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy, charge extraction, and cyclic voltammetry. The results show that cells containing plum dye exhibited the best photovoltaic parameters, with high values of gap, charge extraction, and potential, being less resistive to charge transfer with an electron lifetime of 0.51 s, collection time of 8.54 ms, and charge efficiency collection of 0.99.

Submitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2019-04-16T13:02:34Z No. of bitstreams: 1 Aline Viomar.pdf: 2473727 bytes, checksum: 3de162bee93bc05ffe0560f0891e5b68 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-16T13:02:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aline Viomar.pdf: 2473727 bytes, checksum: 3de162bee93bc05ffe0560f0891e5b68 (MD5) Previous issue date: 2018-05-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Solar energy as a source of renewable energy has grown exponentially with regard to the development of technology and installation of photovoltaic systems, much due to the wide availability of this source coupled with innovative technologies. The dye-sensitized cells are embedded in the array of device options that convert solar energy into electrical energy, with the advantage of being made of biocompatible materials and presenting unparalleled versatility. The main objective of this thesis was to study the insertion of niobium pentoxide in TiO2 cells in order to improve energy conversion efficiency. The Nb2O5 particles were obtained by the Pechini method and the synthesis conditions established by experimental design using the software Design Expert. The results indicated that obtaining spherical particles with a hydrodynamic diameter of 105 nm is possible by employing the molar ratio of ethylene glycol: citric acid of 13: 1 and citric acid: metal 1: 0.1. The characterization by XRD and FTIR proved that the structure obtained was pseudohexagonal. The films were produced using commercial anatase TiO2 and various proportions of Nb2O5 and deposited by doctor blading. The characterization by XRD indicated that the Nb was inserted in the structure of TiO2 which led to the decrease of band gap values as evidenced by UV-Vis.. The IXV curves indicated that cells containing 2 and 5% of Nb2O5 had the best results of conversion efficiency. The results of the Intensity Modulated Photocurrent Spectroscopy and Intensity Modulated Photovoltage Spectroscopy curves indicated that the collection efficiency was higher for TiO2 cells containing 2% Nb2O5. A energia solar como fonte de energia renovável apresentou crescimento exponencial no que diz respeito ao desenvolvimento de tecnologia e instalação de sistemas fotovoltaicos, muito devido a ampla disponibilidade desta fonte aliada a tecnologias inovadoras. As células sensibilizadas por corantes estão inseridas no leque de opções de dispositivos responsáveis pela conversão de energia solar em energia elétrica, com a vantagem de serem fabricadas com materiais biocompatíveis e apresentarem versatilidade incomparável. O principal objetivo deste trabalho foi estudar a inserção de pentóxido de nióbio em células de TiO2 visando o melhoramento da eficiência de conversão de energia. As partículas de Nb2O5 foram obtidas pelo método Pechini e as condições de síntese estabelecidas por planejamento experimental utilizando o software Designe Expert. Os resultados indicaram que a obtenção de partículas esféricas com diâmetro hidrodinâmico de 105 nm é possível empregando a proporção molar de etileno glicol:ácido cítrico de 13:1 e de ácido cítrico:metal 1:0,1. A caracterização por DRX e FTIR comprovaram que a estrutura obtida foi a pseudohexagonal. Os filmes foram produzidos utilizando TiO2 anatase comercial e varias proporções de Nb2O5 e depositados pelo método de doctor blading. A caracterização por DRX indicou que o Nb foi inserido na estrutura de TiO2 o que levou a diminuição dos valores de band gap como comprovado por UV-Vis. As curvas de densidade de corrente versus potencial indicaram que células contendo proporções de 2 e 5% de Nb2O5 apresentaram os melhores resultados de eficiência de conversão. Os resultados de curvas de Espectroscopia de Fotocorrente com Intensidade Modulada e Espectroscopia de Fotovoltagem com Intensidade Modulada indicaram que a eficiência de coleta eletrônica foi maior para células de TiO2 contendo 2% de Nb2O5.

O principal co-produto obtido na síntese do biodiesel é a glicerina. Assim investiga-se um meio para converter a glicerina em produto de utilidade, como etanol combustível. Desta forma a decomposição da glicerina ocorre pela fermentação anaeróbica realizada com a bactéria Escherichia coli. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento eletroquímico do aço inoxidável 304 em H2SO4 2 mol L-1, na ausência e presença de etanol em diferentes concentrações. Foram empregadas como técnicas: medidas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica anódica e catódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia óptica e condutividade elétrica. A fermentação anaeróbica obteve um rendimento de 93,05 % etanol. Estudos de polarização anódica mostraram a existência de dois picos na região ativa, que de acordo com as micrografias ópticas são atribuídos a diferentes tamanhos de grãos, que ocorreram devido o tratamento térmico e associado a precipitação de caberto de cromo. Os diagramas de impedância eletroquímicos levantados mostram que o maior arco foi obtido para os sistemas contendo etanol. Nas curvas de polarização catódica averigou-se uma inibição do processo devido adsorção do etanol na superfície. A energia de adsorção foi de 2,05 104 cal k-1 mol-1, indica ser uma adsorção química.

The adsorption of organic substances in metals and in different media has been attributed to different effects, such as the carbon chain size, type or number of heteroatom in the molecule structure, reactivity, the steric effect, among others. The objective of this work is to study the electrochemical indole behavior for AISI 430 stainless steel (SS), when changing the study media from H2SO4 1 mol L-1 to HCl 1 mol L-1. The experimental techniques used are as follows: the open-circuit potential, anodic and cathodic potentiodinamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, optical microscopy and scanning electron microscopy. These results suggest that the adsorption of indole in the presence of SO4-2 is lower than in the medium containing Cl-, which is justified by the indole action as a weak acid, because it has only a single pair of electrons, which is displaced and takes part in the π-electron aromatic system; thus the first step of the indole reaction in acid media is the protonation and generation of an indole cation. A adsorção das substâncias orgânicas nos metais, em diferentes meios, tem sido atribuída a diferentes efeitos, tais como: tamanho da cadeia carbônica, tipo ou número de heteroátomo presente na estrutura da molécula, reatividade, efeito estérico, entre outros. O objetivo desse trabalho é estudar o comportamento eletroquímico do Indol (C8H7N), para o aço inoxidável AISI 430, quando se muda o meio de estudo de H2SO4 1 mol L-1 para HCl 1 mol L-1. Experimentalmente foram empregadas as técnicas seguintes: medida de potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmica anódica e catódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia óptica e eletrônica de varredura. Esses resultados sugerem que a adsorção do indol, em presença de SO4-2, é menor em relação ao meio que contem íons Cl-, fato justificado pela ação do indol como ácido fraco, pois o mesmo possui apenas um único par de elétrons, o qual é deslocado e participa do sistema π-elétron aromático. Dessa forma, a primeira etapa da reação do indol, em meio ácido, é a protonação e a geração de um indol cátion.

Aminoácidos e moléculas auto-organizáveis vêm sendo largamente estudados na ação inibidora da corrosão de materiais metálicos. Esse trabalho tem como objetivo estudar o comportamento eletroquímico da cisteína, do difosfonato e da mistura de ambos na ação inibidora da corrosão do aço inoxidável 304 em HCl 1M. Foram empregadas como técnicas: potencial de circuito aberto, polarização anódica potenciostática (PA), cronoamperometria (CA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e microscopia óptica (MO). Os resultados de CA mostraram que a cisteína tem um efeito dúbio, catalisador e inibidor de corrosão, efeito este em função do tempo de imersão da peça metálica na solução eletrolítica. As curvas PA mostraram menor densidade de corrente para o sistema contendo cisteína + difosfonato, sugerindo uma ação sinérgica inibidora. Esses resultados foram confirmados por EIE e MO. Amino acids and self assembled monolayers (SAM's) have been studied as to their inhibiting action on the corrosion of metallic materials. The objective of this work is to study the electrochemical behavior of the cisteincisteine, the diphosfonate and the mixture of both in inhibiting the action of corrosion on stainless steel 304 in HCl 1 molL-1. As the following techniques were used: open circuit potential (OCP), potenciostatic anodic polarization (AP), chronoamperometry (CA), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and optical microscopy (OM). The results of CA showed that cisteine has a double effect, catalytic and inhibiting, in function of the immersion time of the metallic part in the electrolytic solution. AP curves have shown lesser current density for the system containing cisteine + diphosfonate, suggesting an inhibiting synergic action. These results have been confirmed by EIS and OM.