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IPEN-DOC 06429
- MANZOLI, J.E.
; - ROMERO, M.A.
;- HIPOLITO, O.
. On the capacitance-voltage modeling of strained quantum-well MODFET's. IEEE Journal of Quantum Electronics, v. 34, n. 12, p. 2314-2320, 1998.Palavras-Chave: field effect transistors; semiconductor devices; heterojunctions; simulation; simulators; capacitance; electric potential; modulation; transistors
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IPEN-DOC 10462
- SOARES, D.A.W.
;- SOUZA, P.H.O.
;- RUBINGER, R.M.
;- QUEIROZ, A.A.A.
;- HIGA, O.Z.
; - SOUZA, L.R.
. AC electrical conductivity of Cr-doped polyaniline/poly(Vinyl alcohol) blends. Brazilian Journal of Physics, v. 34, n. 2B, p. 711-713, 2004.Palavras-Chave: polymers; aniline; pva; chromium; complexes; electrical properties; capacitance; electric conductivity
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IPEN-DOC 26423
- BENTO, RODRIGO T.
; - SILVA, ROGER W.O.
;- DIAS, LUCAS A.
;- FERRUS FILHO, ANDRE
;- PITTA, ANTONIO J.C.
. Design, development and application of a real‑time capacitive sensor for automatically measuring liquid level. SN Applied Sciences, v. 1, n. 7, 2019. DOI: 10.1007/s42452-019-0770-3 Abstract: In the present study a real-time capacitive sensor based on a capacitance step method is designed, developed and applied on measuring the liquid level by immersion. The capacitive sensor consists of two electrodes from copper plated phenolite plates separated by a gap distance and mounted inside a non-conductive storage tank. Water is used as the dielectric material. The analyzed sensor behavior with liquid level variation is semi-linear and obtained in function of the output voltage variation by using proper signal conditioning circuit. For converting the voltage variation into level variation, a parallel R–C circuit is used instead of conventional bridge circuit. Under suitable parameter settings it provided good reading accuracy. The experimental results demonstrate the high efficiency of the proposed model, which confirm the satisfactory performance of the capacitive sensor for liquid level measurement. The sensor presents an excellent ease of construction and installation, linked to the good measurements precision and high autonomy of system operation. The behavior experiments under different salt concentrations show that the water chemical composition does not interfere on the sensor operation. The proposed model exhibits a promising employment in several applications, such as control equipment for irrigation, biomedical area—in the interaction between antibody–antigen or protein-DNA, aerospace and pharmaceutical industry, gas sensors, and automation solutions.Palavras-Chave: sensors; real time systems; capacitance; liquids; level indicators; measuring methods; capacitors; voltmeters
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IPEN-DOC 23949
- ABREU, CAIO P. de
; - ASSIS, CAMILA M. de
;- SUEGAMA, PATRICIA H.
;- COSTA, ISOLDA
; - KEDDAM, MICHEL
;- MELO, HERCILIO G. de
;- VIVIER, VINCENT
. Influence of probe size for local electrochemical impedance measurements. Electrochimica Acta, v. 233, p. 256-261, 2017. DOI: 10.1016/j.electacta.2017.03.017 Abstract: Local electrochemical impedance spectroscopy (LEIS) is a promising technique for the characterization of heterogeneous surface reactivity. Significant development of LEIS relies on the improvement of the spatial resolution for reaching the micrometer scale. This work presents the influence of the probe size, especially in the high frequency domain where an inductive-like response ascribed to the stray dielectric capacitance between the two electrodes of the probe used for performing the local current measurement can be observed. A detailed analysis of the whole set-up (electrode geometry and measuring device) allows an analytical expression of the impedance for the whole system to be obtained. Based on the analysis of this expression and on experimental results, two different strategies have been proposed to cancel the HF time constant: a post treatment of the results via a preliminary electrical characterization of the local probe or the minimization of the electrolyte resistance by measuring the local potential in the close vicinity of the substrate. Both approaches were shown to be efficient.Palavras-Chave: electrochemistry; impedance; spectroscopy; current density; capacitance; probes; electrodes
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IPEN-DOC 27405
- FANTIN, L.B.
; - YOSHIKAWA, D.S.
; - GALEGO, E.
; - FARIA, R.N.
. Effects of electrolyte substitution on the specific capacitance and equivalent series resistance of energy storage electrochemical supercapacitors.
Materials Science Forum,
v. 1012,
p. 131-135,
2020.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.131
Abstract: The microstructure, chemical composition, equivalent series resistance (ESR) and
specific capacitance (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated. Commercial
activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested at a potential window of
1.1 and 2.7 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room
temperature employing various scan rates (2-70 mVs-1). Internal resistances of the supercapacitors
were calculated using the galvanostatic cycling curves at several current densities (10-175 mAg-1).
A maximum specific capacity of 58 Fg-1 has been achieved with the organic electrolyte at a current
density of 30 mAg-1 and a potential window of 2.7V. After this initial study, the organic electrolyte
was removed from the electrodes by back pumping vacuum. Two new aqueous electrolytes have
been substituted in the commercial electrodes for a comparison: Na2SO4 and KOH (1.0 mol.L-1). At
a discharge density of 75 mAg-1, the electrodes with KOH showed a maximum specific capacitance
of 53 Fg-1 whereas the Na2SO4 showed only 6 Fg-1. ESR of the electrodes with organic electrolyte
and KOH were in the range of 20 Ωcm2 whereas with Na2SO4 of 14 Ωcm2. The microstructures of
the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and
chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and
morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure.
Palavras-Chave: microstructure; capacitive energy storage equipment; electrochemistry; capacitance; equivalent circuits; energy storage; activated carbon; electrodes
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IPEN-DOC 29056
- FERNANDEZ, ANTONIO P.R.
; - PERIGO, ELIO A.
;- FARIA JUNIOR, RUBENS N. de
. Modeling and simulations in symmetrical supercapacitors using time domain mathematical expressions.
Journal of Applied Mathematics and Physics,
v. 10,
n. 10,
p. 3083-3100,
2022.
DOI:
10.4236/jamp.2022.1010206
Abstract: This study presents the deduction of time domain mathematical equations to simulate the curve of the charging process of a symmetrical electrochemical supercapacitor with activated carbon electrodes fed by a source of constant electric potential in time ε and the curve of the discharge process through two fixed resistors. The first resistor RCo is a control that aims to prevent sudden variations in the intensity of the electric current i1(t) present at the terminals of the electrochemical supercapacitor at the beginning of the charging process. The second resistor is the internal resistance RA of the ammeter used in the calculation of the intensity of the electric current i1(t) over time in the charging and discharging processes. The mathematical equations generated were based on a 2R(C + kUC(t)) electrical circuit model and allowed to simulate the effects of the potential-dependent capacitance (kUC(t)) on the charge and discharge curves and hence on the calculated values of the fixed capacitance C, the equivalent series resistance (ESR), the equivalent parallel resistance (EPR) and the electrical potential dependent capacitance index k.
Palavras-Chave: capacitors; electronic circuits; mathematical solutions; equations; simulation; electric potential; capacitance
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IPEN-DOC 27410
- BENITEZ JARA, F.G.
; - CRUZ, P.D.V.
; - BARBOSA, L.P.
; - CASINI, J.C.S.
;- SAKATA, S.K.
; - PERUZZI, A.J.
;- FARIA, R.N.
. Low-temperature reduction of graphene oxide using the HDDR process for electrochemical supercapacitor applications.
Materials Science Forum,
v. 1012,
p. 141-146,
2020.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.141
Abstract: In the present work, attempts of reducing a graphene oxide powder using a low
temperature hydrogenation disproportionation desorption and the recombination process (L-HDDR)
has been carried out. A lower processing temperature in large scale production is significant when
costs are concerned. Graphite oxide was prepared using a modified Hummers’ method dispersed in
ethanol and exfoliated using ultrasonication to produce Graphene Oxide (GO). Investigations have
been carried out by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The
experimental results of L-HDDR processing graphene oxide powder, using unmixed hydrogen at
400°C and relatively low pressures (<2 bars) have been reported. X-ray diffraction patterns showed
a reduction of graphene oxide with the L-HDDR process. The results showed that both processes,
the L-HDDR as well as the standard HDDR, may be applied to the reduction of graphene oxide in
order to produce supercapacitor materials. The advantage of employing the L-HDDR process is a
relatively low temperature reducing the cost of treatment, what is a very important factor for
producing a large amount of material. Thus, the L-HDDR process has been considered a promising
alternative method of reducing graphene oxide with efficiency, with the possibility of large scale
production.
Palavras-Chave: graphene; capacitors; energy storage; capacitance; equivalent circuits; hydrogenation; desorption; recombination
-
IPEN-DOC 27407
- SILVA, D.V.
; - GALDINO, G.S.
; - BARBOSA, L.P.
; - CASINI, J.C.S.
; - FARIA, R.N.
. Influence of separator thickness on the performance of electric double layer supercapacitors in aqueous electrolyte.
Materials Science Forum,
v. 1012,
p. 109-113,
2020.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.109
Abstract: The effects of the separator thickness (δ) upon the equivalent series resistances (ESR)
and specific capacitances (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated using
commercially available porous filter paper (δ=150 μm, pores size=7.5 μm, 80 gm-2). Commercial
activated carbon electrodes immersed in 1molL-1 KOH electrolyte (25°C) have been employed in
this study. The specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room
temperature employing various scan rates (5, 10, 15 and 30 mVs-1). Internal series resistances of the
supercapacitors were measured using the galvanostatic charge discharge curves also at room
temperature. A maximum of 28 separators (δ=4200 μm) have been employed in this investigation.
It has been shown that the ESR increases substantially with separator thickness (from 3.1 to
7.9 Ωcm2). The specific capacitance decreased somewhat with increasing separator thickness and
scan rates (from 64 to 52 Fg-1; at 5 mVs-1). The microstructures of the electrode material have been
investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing
energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these
electrodes showed a very homogeneous microstructure.
Palavras-Chave: capacitive energy storage equipment; capacitors; microstructure; equivalent circuits; energy storage; aqueous solutions; electrolytes; capacitance
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IPEN-DOC 27415
- CRUZ, P.V.D.
; - COSENTINO, I.C.
; - GALEGO, E.
; - YOSHIKAWA, D.S.
; - FARIA, R.N.
. The effect of vacuum annealing and HDDR processing on the electrochemical characteristics of activated carbon and graphene oxide for the production of supercapacitors electrodes.
Materials Science Forum,
v. 1012,
p. 125-130,
2020.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.125
Abstract: Electric double-layer capacitors prepared using activated carbons have been subjected to
vacuum heat treatments at low and high temperatures (200, 400, 600, 800 and 1000oC).
The electrodes have been tested at a potential of 1.1 V employing a KOH electrolyte (1.0 and
6.0 mol.L-1). The effect of or HDDR upon the electrical properties has been investigated by cyclic
voltammetry. It has been shown that the specific capacitance at 5 msV-1 increases from 50 Fg-1 to
130 Fg-1 after a heat treatment at 400oC for 1 hour under back pump vacuum. At 400°C the
diminution in the specific capacitance with higher scanning rate (10 msV-1) was much less
pronounced (from 130 Fg-1 to 100 Fg-1). Equivalent series resistance (ESR) and equivalent parallel
resistance of supercapacitors electrodes have also been investigated. Internal resistances of the
supercapacitors were calculated using the galvanostatic curves at current densities (100 mAg-1). A
compositional and morphological evaluation of these electrodes showed no significant change on
the activated carbon structure.
Palavras-Chave: electrochemistry; capacitive energy storage equipment; hydrogenation; graphene; activated carbon; energy storage; capacitance
-
IPEN-DOC 27408
- SILVA, L.S.V.
;- MANSANI, G.L.
;- YOSHIKAWA, D.S.
; - CASINI, J.C.S.
;- FARIA, R.N.
. Influence of the electrolyte potential window on the electrical characteristics of supercapacitors operating elevated temperatures.
Materials Science Forum,
v. 1012,
p. 147-152,
2020.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.147
Abstract: The equivalent series resistances (ESR) and specific capacitances (Cs) of supercapacitors
carbon electrodes have been investigated using cyclic voltammetry and electrochemical impedance
spectroscopy. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been
tested using a potential window in the range of 2.7–3.8 V. Specific capacitances were calculated
from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (30 and
100mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic
curves at room temperature and above (25 and 50°C). The ESR increase to 9.8 Ω at 25° and 2.7V to
78.8 Ω at with operating temperature raise and also with overpotential. A compositional and
morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure. It has been
shown that the specific capacitance decreased considerably with scan rate, current density,
electrochemical potential window and working temperature.
Palavras-Chave: capacitive energy storage equipment; electrochemistry; capacitance; equivalent circuits; energy storage; impedance; spectroscopy
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.
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Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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