Topic outline

  • General

    Unidade curricular do quinto ano do Mestrado Integrado em Engenharia Física.

    Docentes:

  • Aula 1. 19 / Set.

    Apresentação do programa e planificação da UC. Critérios de avaliação da UC. Introdução aos diferentes processos de armazenamento de energia. Aplicações do armazenamento de energia e desafios societais associados. Alterações recentes do paradigma do armazenamento e recolha de energia, problemas e soluções. Gráfico de Ragone.

  • Aula 2. 26 / Set.

    Introdução aos Condensadores e Supercondensadores. Vantagens e desvantagens dos condensadores e super-condensadores no armazenamento de energia. Carga e descarga do condensador. Circuitos RC.

    Laboratório: Determinação da constante de tempo de um circuito RC.

  • Aula 3. 03/Out.

    Introdução aos princípios de funcionamento de células de combustível. Vantagens, desvantagens e diferentes tipos de células de combustível.

    Exemplos de dispositivos de recolha de energia e seus princípios de funcionamento: Máquinas de indução elétrica e efeito triboelétrico.

    Experiências com células de combustível. 

  • Aula 4. 10/Out

    Princípios de funcionamento de células eletroquímicas; regime galvânico e eletrolítico.

    Exemplos de células primárias e secundárias: células de combustível, baterias de Ião de Lítio.

    Circuito equivalente.

    Exemplos de modelos de circuitos equivalentes.

    Dinâmica de circuitos equivalentes: resposta linear e não linear a corrente constante, resistência externa constante e potência constante.

    Visita ao LAT- Laboratório de Alta Tensão da FEUP

  • Aula 5. 16/10

    Princípios básicos de técnicas de espetroscopia de impedância eletroquímica. 

    Circuitos RC em série e em paralelo. Gráficos de Nyquist e de Bode.

    Circuito equivalente de Randles. Impedância dos eletrodos.

    Eletrodos planos não porosos: Eletrodos ideais. Eletrodos de reações faradaicas lentas. 

    Determinação da resistência interna de baterias de eletrólito líquido primárias e secundárias (comerciais) em laboratório.

    Determinação da resistência interna de protótipos de baterias de estado sólido em laboratório.

    Testes de espetroscopia de impedância eletroquímica em laboratório.


  • Aula 6. 31/10

    Termodinâmica de uma célula galvânica. 

    Potencial eletroquímico. Potencial eletroquímico de soluções diluídas.

    Atividade química e reações faradaicas.

    Equação de Nerst.

    Aplicação da equação de Nerst a células galvânicas.

    Experiências com células galvânicas de abóbora.

    Baterias de abóboras


  • Aula 7. 7/11

    Eletrólitos de estado sólido.

    Caracterização de um eletrólito vítreo.

    Preparação de amostras de eletrólito de estado sólido.

    Aplicação das técnicas de ciclovoltametria e espetroscopia de impedância eletroquímica para caracterização do eletrólito sólido, em laboratório.

    • Aula 8. 14/11

      Montagem de uma das arquitetura de uma das arquiteturas de baterias de estado sólido, pelos dois primeiros grupos de estudantes.

      • Aula 9. 22/11

        Montagem de uma das arquitetura de uma das arquiteturas de baterias de estado sólido, por dois grupos de estudantes.

      • Aula 10. 29/11

        Estudo de diferentes arquiteturas de baterias de estado sólido com o eletrólito vítreo.

        Caracterização através de medidas de análise eletroquímica das baterias feitas pelos alunos.


        • Aula 11. 5/12

          Caracterização através de medidas de análise eletroquímica das baterias feitas pelos alunos.

          • Aula 12. 12/12

            Funcionamento de uma caixa de luvas em ambiente de Argon.

            Montagem de uma segunda arquitetura de baterias de estado sólido, em células de botão, na caixa de luvas, por parte dos dois primeiros grupos de alunos.


          • Aula 13. 19/12

            Funcionamento de uma caixa de luvas em ambiente de Argon.

            Montagem de uma segunda arquitetura de baterias de estado sólido, em células de botão, na caixa de luvas, por parte dos de dois grupos de alunos.