Membranas poliméricas de quitosana/PVA dopadas com ácido sulfosuccínico para aplicação em células a combustível de hidrogênio

Autores

DOI:

https://doi.org/10.21439/conexoes.v20.4138

Palavras-chave:

Hidrogênio Verde, PEMFC, Quitosana

Resumo

Este trabalho investiga e põe em prática a fabricação de uma membrana de base orgânica para células a combustível de eletrólito polimérico composta de quitosana e álcool polivinílico e dopada com ácido sulfosuccínico para condução protônica, além da realização de testes para avaliar seu desempenho. Como proposta metodológica, as membranas foram elaboradas seguindo uma mistura de diferentes técnicas, envolvendo a dissolução da quitosana e do álcool polivinílico em uma solução de ácido sulfosuccínico e ácido clorídrico, seguido de secagem e reticulação com ácido sulfúrico. Após sua fabricação, foram testadas em um equipamento simples de célula a combustível de hidrogênio e comparadas com uma membrana comercial à base de Nafion®. Os resultados compararam a tensão produzida pela membrana de quitosana com a membrana base de teste e entre variações da mesma membrana, levando à conclusão de que a tensão gerada foi semelhante (cerca de 0,6 volts) e, portanto, reforçando a viabilidade deste composto orgânico de baixo custo como alternativa às membranas disponíveis no mercado.

Biografia do Autor

Marcelo Rocha Braga, Universidade Federal do Ceará

Formado Cum Laude em Engenharia Mecânica na Universidade Federal do Ceará, com interesse em áreas relacionadas a energias renováveis. Bolsista da Bolsa de Informática F (Secretaria de tecnologia da informação UFC - 2019), Estagiário na empresa Cerâmica Brasileira CERBRAS (Maracanaú - 2021), Realizou curso de Hidrogênio Verde SENAI (2021), minicurso de Autocad (UFC - 2016), curso de Solidworks (UFC - 2020), e minicurso de Matlab (UFC - 2016). Fluente em inglês por meio da FISK, conhecimento intermediário de Alemão. Mestrando em Engenharia Mecânica na área de pesquisa "Armazenamento de Hidrogênio Verde" (entrada em abril 2023) exercendo pesquisa no Laboratório de Filmes Finos e Energia Renovável (LAFFER) na UFC, Atualmente realizando pesquisa acerca de materiais orgânicos para fabricação de células de combustível PEM de hidrogênio.

William Neves da Silva, Universidade Federal de Santa Catarina

Pesquisador nas áreas de Engenharia de Produção, com ênfase em Logística e Cadeia de Suprimentos do Hidrogênio Verde (H2V). Atualmente, é doutorando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção e Sistemas da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Também integra o grupo de pesquisa SINERGIA, voltado para Sustentabilidade e Inovação nas Energias Renováveis. Sua formação acadêmica inclui Mestrado em Engenharia Mecânica (UFC, 2024), Especialização em Energias Renováveis (H-TEC/CENTEC, 2024), MBA em Gerenciamento de Projetos (UNIFOR, 2023) e Bacharelado em Engenharia de Produção pela mesma instituição, com formação em 2021. É certificado como Green Belt Lean Six Sigma em Processos e Qualidade pelo programa Production Engineering Mastery (PEM), conforme o Council for Six Sigma Certification (CSSC). Também é membro do Project Management Institute (PMI). Durante a graduação, participou do Grupo de Estudos e Pesquisa de Implementação Computacional de Algoritmos Numéricos em Problemas de Engenharia (GEP) e atuou como monitor da disciplina Planejamento, Programação e Controle da Produção Aplicada à Construção Civil. Atualmente, é membro do Laboratório de Filmes Finos em Energias Renováveis (LAFFER), do Grupo de Pesquisa Operacional em Produção e Logística (OPL) e do Grupo Interdisciplinar em Engenharia de Produção e Inteligência Computacional. Possui experiência na área educacional, tendo atuado como Responsável Técnico no Laboratório de Biomateriais e Assistente Técnico no Laboratório Integrado à Saúde do Centro Universitário Unichristus (2013-2019). No setor industrial, trabalhou como Analista de PPCP na Forthidráulica, empresa especializada em sistemas hidráulicos e pneumáticos, onde gerenciou, planejou e controlou a produção, além de apoiar processos hidráulicos e atividades financeiras (2021-2022). Suas pesquisas atuais envolvem temas como Planejamento, Programação e Controle da Produção, Otimização de Processos, Simulação, Cadeia de Suprimentos, Logística, Gestão da Qualidade, Gestão da Manutenção, Energias Renováveis, ESG e Sustentabilidade

Francisco Nivaldo Aguiar Freire, Universidade Federal do Ceará

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Ceará (1996), graduação em Licenciatura em Ciências Primeiro Grau pela Universidade Estadual do Ceará (1994), graduação em Licenciatura em Química pela Universidade Estadual do Ceará (1995), mestrado em Tecnologia de Alimentos (1999) e Doutorado em Química Inorgânica (2008) pela Universidade Federal do Ceará. Professor assistente com Doutorado da Universidade Estadual do Ceará no período de 2006 a 2008, professor permanente do curso de Mestrado em Engenharia Mecânica (energias renováveis) da Universidade Federal do Ceará. Tem experiência na área de Química, filmes finos em sistemas fotovoltaicos e em Termodinâmica Química, atuando também nos seguintes temas: Desidratação de alimentos, energias renováveis, química dos materiais, processos termodinâmicos, realizando pesquisas em materiais dielétricos que possam ser utilizados em dispositivos para Microondas. No período de Outubro de 2008 a Janeiro de 2009 exerci o cargo de Vice-Diretor da Faculdade de Educação Ciências e Letras do Sertão Central (FECLESC). Atualmente professor Titular do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Ceará (UFC) Coordenador da pós-graduação em Engenharia Mecânica de janeiro de 2011 a março de 2013, vice-coordenador do curso de graduação em Engenharia de Energias Renováveis (2017-2019). Coordenador do curso de Engenharia de Energias Renováveis (2019-2022)Sub-chefe do Departamento de Engenharia Mecânica (2017-2019).Professor permanente do Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciências de Materiais a partir de 2016 (mestrado e Doutorado). Coordenador do curso de Engenharia de Energias Renováveis (2023-2025)

Ana Fabíola Leite Almeida, Universidade Federal do Ceará

A professora Ana Fabíola Leite Almeida é uma pesquisadora brasileira com sólida formação acadêmica e destacada atuação nas áreas de energias renováveis e materiais semicondutores. Graduou-se em Química Industrial pela Universidade Federal do Ceará (UFC) em 1994, onde também concluiu o mestrado em Química Inorgânica em 2000. Posteriormente, obteve o título de doutora em Química pela mesma instituição em 2004.

Atualmente, é professora do Departamento de Engenharia Mecânica da UFC e atua como coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (PPGEM). Suas principais áreas de pesquisa incluem sistemas solares fotovoltaicos, síntese e caracterização de filmes finos semicondutores, células solares sensibilizadas por corantes (DSSC) e desenvolvimento de materiais para aplicações em energia renovável.

Ao longo de sua carreira, a professora Ana Fabíola orientou diversos trabalhos de conclusão de curso, dissertações de mestrado e projetos de pesquisa, contribuindo significativamente para a formação de profissionais e pesquisadores na área de engenharia e energias renováveis. Sua produção científica inclui artigos publicados em periódicos nacionais e internacionais, além de participações em congressos e eventos científicos relevantes.

Manuel Pedro Fernandes Graça, Universidade de Aveiro

Manuel Pedro Fernandes Graça (MPFG) possui uma licenciatura em Engenharia Física (1998), um Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais (2000) e um Doutoramento em Física (2006), obtido através de uma colaboração entre a Universidade de Aveiro (UAveiro) e a Universidade Federal do Ceará (UFC), no Brasil. Após o doutoramento, atuou como Diretor do Departamento de Energia na Prirev-Surface Technology S.A., investigador na UAveiro e no i3N, e atualmente é Professor Associado com habilitação na UAveiro. Também é professor convidado no programa de pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFC.MPFG é especialista em física do estado sólido, com foco nas propriedades elétricas e magnéticas dos materiais e no processamento de micro e nanomateriais. Membro fundador do i3N, é autor ou coautor de 2 livros, 30 capítulos de livros, mais de 350 artigos revisados por pares e 3 patentes/modelos de utilidade, acumulando mais de 7.000 citações e um índice h de 43 (Google Scholar). Desde 2021, está incluído na lista da Universidade de Stanford dos 2 cientistas mais influentes do mundo. Apresentou mais de 50 palestras orais, incluindo 11 sessões plenárias nos últimos cinco anos.Supervisionou 56 pós-doutorados, 13 estudantes de doutoramento (7 concluídos), 39 dissertações de mestrado e 55 projetos internacionais de curta duração, além de ter sido membro de júris em diversas defesas acadêmicas e concursos. MPFG foi Editor-Chefe do livro Electrical Measurements: Introduction, Concepts, and Applications e contribuiu para a Task 39 da Agência Internacional de Energia sobre materiais poliméricos para sistemas solares térmicos, co-presidindo duas reuniões internacionais.Desde 2006, liderou 9 projetos financiados, participou em outros 8 e coordenou 8 colaborações internacionais com instituições da Europa, Norte da África, Índia e Brasil. Também desenvolveu disciplinas acadêmicas na UAveiro, incluindo Técnicas de Micro e Nano Processamento (20102019) e Tópicos em Nanomedicina (desde 2019). Em 2022, criou o curso Introdução à Nanomedicina para estudantes internacionais de mestrado, financiado pelo programa ERASMUS+.MPFG ocupou cargos de liderança como membro do Conselho do Departamento de Física, do Conselho Científico da UAveiro e como coordenador do grupo i3N-PAMD, gerindo cinco linhas de investigação e 85 pesquisadores.

Referências

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Publicado

30-03-2026

Como Citar

Braga, M. R., Silva, W. N. da, Freire, F. N. A., Almeida, A. F. L., & Graça, M. P. F. (2026). Membranas poliméricas de quitosana/PVA dopadas com ácido sulfosuccínico para aplicação em células a combustível de hidrogênio. Conexões - Ciência E Tecnologia, 20, e026007. https://doi.org/10.21439/conexoes.v20.4138

Edição

v. 20 (2026)

Seção

Seção de Engenharias

Licença

Copyright (c) 2026 Marcelo Rocha Braga, William Neves da Silva, Francisco Nivaldo Aguiar Freire, Ana Fabíola Leite Almeida, Manuel Pedro Fernandes Graça

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