Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFBA |
Texto Completo: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38052 |
Resumo: | Considerando a atual necessidade de energia, em todos os aspectos da vida moderna, torna-se fundamental atender às crescentes demandas dentro de uma óptica de sustentabilidade do planeta. As fontes fósseis usadas para o suprimento de energia causam severos impactos ambientais, tornando urgente a busca por fontes de energia renovável, bem como a geração eficiente de energia. Entre as tecnologias propostas para superar essas dificuldades, as células a combustível de óxido sólido (SOFCS) são reconhecidas como as mais adequadas para a produção de energia limpa em larga escala, especialmente em lugares remotos. Esses dispositivos são versáteis e apresentam a vantagem de utilizar diversos combustíveis, incluindo o biogás, um combustível renovável, constituído por metano e dióxido de carbono. Essa mistura gasosa pode ser alimentada diretamente do ânodo da SOFC, sobre um catalisador adequado e produzir hidrogênio e gás de síntese, reagentes da reação eletroquímica, que irá produzir eletricidade. Neste trabalho, foram estudados catalisadores de níquel (10%m/m) suportado em óxido de cério dopado, ou não, com gadolínio (10%m/m), preparados por diferentes métodos, com vistas a obter catalisadores destinados à reforma seca (reação entre metano e dióxido de carbono), diretamente no ânodo da SOFC. Foram empregados os métodos sol-gel, da combustão e Marcilly para a obtenção dos suportes que foram impregnados com soluções de nitrato de níquel (10% m). Os suportes e catalisadores foram caracterizados por difração de raios X, redução à temperatura programada, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do UVVisível, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, dessorção à temperatura programada com amônia e microscopia eletrônica de transmissão. Observou-se a formação da fase cúbica do óxido de cério, em todas as amostras, independentemente do método de preparação e da presença de gadolínio. Foi identificada a presença do óxido de níquel, mas o gadolínio formou uma solução sólida com o óxido de cério. Na rede desse óxido, o gadolínio induziu a formação de vacâncias de oxigênio, aumentando a mobilidade dos íons no sólido e facilitando o processo de redução. Este efeito foi mais acentuado nas amostras preparadas pelos métodos de Marcilly e combustão. O método de preparação diminuiu a interação do níquel com o suporte na ordem combustão<Marcilly<sol-gel, dificultando a redução do níquel, independentemente da presença de gadolínio. Em todos os casos, observou-se apenas a formação de sítios ácidos fracos e moderados, relacionados à presença de defeitos estruturais, que favorecem a estocagem de oxigênio com alta capacidade de doação de elétrons. O método de Marcilly conduziu à formação de sítios ácidos mais fracos, em relação aos materiais obtidos pelos outros métodos. Os tamanhos médios de partículas dos catalisadores foram dependentes do método de preparação na ordem Marcilly<combustão<<sol-gel. Considerando as propriedades geradas nos sólidos, como resultado dos diferentes métodos, o catalisador contendo gadolínio e preparado pelo método de Marcilly é o mais promissor para conduzir a reforma seca no ânodo de uma SOFC. Ele possui o mais baixo teor de nitrato, as partículas menores e a acidez mais baixa, que são propriedades adequadas para essa aplicação. |
id |
UFBA-2_8e9ebd607d79d32c67a99635f393b4f8 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufba.br:ri/38052 |
network_acronym_str |
UFBA-2 |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFBA |
repository_id_str |
1932 |
spelling |
2023-10-17T10:41:59Z2023-10-17T10:41:59Z2022-09-09BRAGA, Cláudio Taranto Lima. Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido. 2022. 95 f. Tese (Doutorado em Química) Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA, 2022.https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38052Considerando a atual necessidade de energia, em todos os aspectos da vida moderna, torna-se fundamental atender às crescentes demandas dentro de uma óptica de sustentabilidade do planeta. As fontes fósseis usadas para o suprimento de energia causam severos impactos ambientais, tornando urgente a busca por fontes de energia renovável, bem como a geração eficiente de energia. Entre as tecnologias propostas para superar essas dificuldades, as células a combustível de óxido sólido (SOFCS) são reconhecidas como as mais adequadas para a produção de energia limpa em larga escala, especialmente em lugares remotos. Esses dispositivos são versáteis e apresentam a vantagem de utilizar diversos combustíveis, incluindo o biogás, um combustível renovável, constituído por metano e dióxido de carbono. Essa mistura gasosa pode ser alimentada diretamente do ânodo da SOFC, sobre um catalisador adequado e produzir hidrogênio e gás de síntese, reagentes da reação eletroquímica, que irá produzir eletricidade. Neste trabalho, foram estudados catalisadores de níquel (10%m/m) suportado em óxido de cério dopado, ou não, com gadolínio (10%m/m), preparados por diferentes métodos, com vistas a obter catalisadores destinados à reforma seca (reação entre metano e dióxido de carbono), diretamente no ânodo da SOFC. Foram empregados os métodos sol-gel, da combustão e Marcilly para a obtenção dos suportes que foram impregnados com soluções de nitrato de níquel (10% m). Os suportes e catalisadores foram caracterizados por difração de raios X, redução à temperatura programada, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do UVVisível, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, dessorção à temperatura programada com amônia e microscopia eletrônica de transmissão. Observou-se a formação da fase cúbica do óxido de cério, em todas as amostras, independentemente do método de preparação e da presença de gadolínio. Foi identificada a presença do óxido de níquel, mas o gadolínio formou uma solução sólida com o óxido de cério. Na rede desse óxido, o gadolínio induziu a formação de vacâncias de oxigênio, aumentando a mobilidade dos íons no sólido e facilitando o processo de redução. Este efeito foi mais acentuado nas amostras preparadas pelos métodos de Marcilly e combustão. O método de preparação diminuiu a interação do níquel com o suporte na ordem combustão<Marcilly<sol-gel, dificultando a redução do níquel, independentemente da presença de gadolínio. Em todos os casos, observou-se apenas a formação de sítios ácidos fracos e moderados, relacionados à presença de defeitos estruturais, que favorecem a estocagem de oxigênio com alta capacidade de doação de elétrons. O método de Marcilly conduziu à formação de sítios ácidos mais fracos, em relação aos materiais obtidos pelos outros métodos. Os tamanhos médios de partículas dos catalisadores foram dependentes do método de preparação na ordem Marcilly<combustão<<sol-gel. Considerando as propriedades geradas nos sólidos, como resultado dos diferentes métodos, o catalisador contendo gadolínio e preparado pelo método de Marcilly é o mais promissor para conduzir a reforma seca no ânodo de uma SOFC. Ele possui o mais baixo teor de nitrato, as partículas menores e a acidez mais baixa, que são propriedades adequadas para essa aplicação.Considering the current need for energy, in all aspects of modern life, it is essential to meet the growing demands within a perspective of sustainability of the planet. Fossil sources used for energy supply cause severe environmental impacts, making the search for renewable energy sources urgent, as well as the efficient generation of energy. Among the technologies proposed to overcome these difficulties, solid oxide fuel cells (SOFCS) are recognized as the most suitable for large-scale clean energy production, especially in remote places. These devices are versatile and have the advantage of using different fuels, including biogas, a renewable fuel made up of methane and carbon dioxide. This gaseous mixture can be fed directly in the SOFC anode, over a suitable catalyst and produce hydrogen and syngas, reactants of the electrochemical reaction, which will produce electricity. In this work, nickel catalysts (10% w/w) supported on cerium oxide, doped or not, with gadolinium (10% w/w), prepared by different methods, were studied in order to obtain catalysts for dry reforming ( reaction between methane and carbon dioxide), directly at the anode of the SOFC. Sol-gel, combustion and Marcilly methods were used to obtain the supports that were impregnated with nickel nitrate solutions (10% m). The supports and catalysts were characterized by X-ray diffraction, temperature programmed reduction, Raman spectroscopy, UV-Visible spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, temperature programmed desorption with ammonia and transmission electron microscopy. The formation of the cubic phase of cerium oxide was observed for all samples, regardless of the preparation method and the presence of gadolinium. Nickel oxide was identified, but gadolinium formed a solid solution with cerium oxide. In the lattice of this oxide, gadolinium induced the formation of oxygen vacancies, increasing the mobility of ions in the solid and facilitating the reduction process. This effect was more pronounced in samples prepared by the Marcilly and combustion methods. The preparation method decreased the interaction of nickel with the support in the combustion<Marcilly<sol-gel order, making difficult nickel reduction, regardless of the presence of gadolinium. In all cases, only the formation of weak and moderate acid sites was observed, related to structural defects, which favor the storage of oxygen with a high capacity for electron donation. The Marcilly method led to the formation of weaker acid sites, in relation to the materials obtained by the other methods. The average particle sizes of the catalysts were dependent on the preparation method in the order Marcilly<combustion<<sol-gel. Considering the properties generated in the solids as a result of the different methods, the gadolinium-containing catalyst prepared by the Marcilly method is the most promising to perform dry reforming at the anode of a SOFC. It has the lowest nitrate content, the smallest particles size and the lowest acidity, which are suitable properties for this application.Submitted by Tiago Almeida Alves (secprofnit@ufba.br) on 2023-10-16T16:57:34Z No. of bitstreams: 1 TESE_DEFINITIVA (2).pdf: 2365795 bytes, checksum: 5ce161f81486a2c6cdaf630fd035d386 (MD5)Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2023-10-17T10:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_DEFINITIVA (2).pdf: 2365795 bytes, checksum: 5ce161f81486a2c6cdaf630fd035d386 (MD5)Made available in DSpace on 2023-10-17T10:41:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_DEFINITIVA (2).pdf: 2365795 bytes, checksum: 5ce161f81486a2c6cdaf630fd035d386 (MD5) Previous issue date: 2022-09-09porUniversidade Federal da BahiaPrograma de Pós-Graduação em Química UFBABrasilInstituto de QuímicaFuel cellHydrogenGadolinium-doped ceriaSol-gelCombustionMarcillyGadoliniumCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICAMarcillyCélula à combustívelHidrogênioCéria dopada com gadolínioSol-gelCombustãoGadolinioEfeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólidoEffect of Preparation Method on the Properties of Ceria Anodic Catalysts for Solid Oxide Fuel CellsDoutoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionVarela, Maria do Carmo Rangel Santos0000-0002-2497-9837http://lattes.cnpq.br/0023950321397451Rocha, Zênis Novais da0000-0002-9236-8632http://lattes.cnpq.br/6563330387306959Souza, Alexilda Oliveira deVarela, Maria do Carmo Rangel Santos0000-0002-2497-9837http://lattes.cnpq.br/0023950321397451Rocha, Zênis Novais da0000-0002-9236-8632http://lattes.cnpq.br/6563330387306959Pires, Carlos Augusto de Moraes0000-0003-4231-6495http://lattes.cnpq.br/7185462874845405Rodrigues , Lilian Maria Tosta Simplício0000-0002-5399-4876http://lattes.cnpq.br/9124932218814921Fiúza Junior, Raildo Alves0000-0001-8235-6876http://lattes.cnpq.br/0513144318630937http://lattes.cnpq.br/10826873798428470000-0003-2306-3197http://lattes.cnpq.br/9994259245197768Braga, Claudio Taranto Limareponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAinfo:eu-repo/semantics/openAccessTEXTTESE_DEFINITIVA (2).pdf.txtTESE_DEFINITIVA (2).pdf.txtExtracted texttext/plain192212https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/38052/3/TESE_DEFINITIVA%20%282%29.pdf.txtd221baed5b4b5cd6ce7bd77428c6d3d4MD53ORIGINALTESE_DEFINITIVA (2).pdfTESE_DEFINITIVA (2).pdfTese de Doutorado de Cláudio Taranto Lima Bragaapplication/pdf2365795https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/38052/1/TESE_DEFINITIVA%20%282%29.pdf5ce161f81486a2c6cdaf630fd035d386MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1715https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/38052/2/license.txt67bf4f75790b0d8d38d8f112a48ad90bMD52ri/380522023-10-21 02:04:06.799oai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://192.188.11.11:8080/oai/requestopendoar:19322023-10-21T05:04:06Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv |
Effect of Preparation Method on the Properties of Ceria Anodic Catalysts for Solid Oxide Fuel Cells |
title |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
spellingShingle |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido Braga, Claudio Taranto Lima CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA Marcilly Célula à combustível Hidrogênio Céria dopada com gadolínio Sol-gel Combustão Gadolinio Fuel cell Hydrogen Gadolinium-doped ceria Sol-gel Combustion Marcilly Gadolinium |
title_short |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
title_full |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
title_fullStr |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
title_full_unstemmed |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
title_sort |
Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido |
author |
Braga, Claudio Taranto Lima |
author_facet |
Braga, Claudio Taranto Lima |
author_role |
author |
dc.contributor.refereesLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1082687379842847 |
dc.contributor.refereesIDs.pt_BR.fl_str_mv |
0000-0003-2306-3197 |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Varela, Maria do Carmo Rangel Santos |
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv |
0000-0002-2497-9837 |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0023950321397451 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Rocha, Zênis Novais da |
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv |
0000-0002-9236-8632 |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6563330387306959 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Souza, Alexilda Oliveira de Varela, Maria do Carmo Rangel Santos |
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv |
0000-0002-2497-9837 |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0023950321397451 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Rocha, Zênis Novais da |
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv |
0000-0002-9236-8632 |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6563330387306959 |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Pires, Carlos Augusto de Moraes |
dc.contributor.referee3ID.fl_str_mv |
0000-0003-4231-6495 |
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/7185462874845405 |
dc.contributor.referee4.fl_str_mv |
Rodrigues , Lilian Maria Tosta Simplício |
dc.contributor.referee4ID.fl_str_mv |
0000-0002-5399-4876 |
dc.contributor.referee4Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9124932218814921 |
dc.contributor.referee5.fl_str_mv |
Fiúza Junior, Raildo Alves |
dc.contributor.referee5ID.fl_str_mv |
0000-0001-8235-6876 |
dc.contributor.referee5Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0513144318630937 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9994259245197768 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Braga, Claudio Taranto Lima |
contributor_str_mv |
Varela, Maria do Carmo Rangel Santos Rocha, Zênis Novais da Souza, Alexilda Oliveira de Varela, Maria do Carmo Rangel Santos Rocha, Zênis Novais da Pires, Carlos Augusto de Moraes Rodrigues , Lilian Maria Tosta Simplício Fiúza Junior, Raildo Alves |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA |
topic |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA Marcilly Célula à combustível Hidrogênio Céria dopada com gadolínio Sol-gel Combustão Gadolinio Fuel cell Hydrogen Gadolinium-doped ceria Sol-gel Combustion Marcilly Gadolinium |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Marcilly Célula à combustível Hidrogênio Céria dopada com gadolínio Sol-gel Combustão Gadolinio |
dc.subject.other.pt_BR.fl_str_mv |
Fuel cell Hydrogen Gadolinium-doped ceria Sol-gel Combustion Marcilly Gadolinium |
description |
Considerando a atual necessidade de energia, em todos os aspectos da vida moderna, torna-se fundamental atender às crescentes demandas dentro de uma óptica de sustentabilidade do planeta. As fontes fósseis usadas para o suprimento de energia causam severos impactos ambientais, tornando urgente a busca por fontes de energia renovável, bem como a geração eficiente de energia. Entre as tecnologias propostas para superar essas dificuldades, as células a combustível de óxido sólido (SOFCS) são reconhecidas como as mais adequadas para a produção de energia limpa em larga escala, especialmente em lugares remotos. Esses dispositivos são versáteis e apresentam a vantagem de utilizar diversos combustíveis, incluindo o biogás, um combustível renovável, constituído por metano e dióxido de carbono. Essa mistura gasosa pode ser alimentada diretamente do ânodo da SOFC, sobre um catalisador adequado e produzir hidrogênio e gás de síntese, reagentes da reação eletroquímica, que irá produzir eletricidade. Neste trabalho, foram estudados catalisadores de níquel (10%m/m) suportado em óxido de cério dopado, ou não, com gadolínio (10%m/m), preparados por diferentes métodos, com vistas a obter catalisadores destinados à reforma seca (reação entre metano e dióxido de carbono), diretamente no ânodo da SOFC. Foram empregados os métodos sol-gel, da combustão e Marcilly para a obtenção dos suportes que foram impregnados com soluções de nitrato de níquel (10% m). Os suportes e catalisadores foram caracterizados por difração de raios X, redução à temperatura programada, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do UVVisível, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, dessorção à temperatura programada com amônia e microscopia eletrônica de transmissão. Observou-se a formação da fase cúbica do óxido de cério, em todas as amostras, independentemente do método de preparação e da presença de gadolínio. Foi identificada a presença do óxido de níquel, mas o gadolínio formou uma solução sólida com o óxido de cério. Na rede desse óxido, o gadolínio induziu a formação de vacâncias de oxigênio, aumentando a mobilidade dos íons no sólido e facilitando o processo de redução. Este efeito foi mais acentuado nas amostras preparadas pelos métodos de Marcilly e combustão. O método de preparação diminuiu a interação do níquel com o suporte na ordem combustão<Marcilly<sol-gel, dificultando a redução do níquel, independentemente da presença de gadolínio. Em todos os casos, observou-se apenas a formação de sítios ácidos fracos e moderados, relacionados à presença de defeitos estruturais, que favorecem a estocagem de oxigênio com alta capacidade de doação de elétrons. O método de Marcilly conduziu à formação de sítios ácidos mais fracos, em relação aos materiais obtidos pelos outros métodos. Os tamanhos médios de partículas dos catalisadores foram dependentes do método de preparação na ordem Marcilly<combustão<<sol-gel. Considerando as propriedades geradas nos sólidos, como resultado dos diferentes métodos, o catalisador contendo gadolínio e preparado pelo método de Marcilly é o mais promissor para conduzir a reforma seca no ânodo de uma SOFC. Ele possui o mais baixo teor de nitrato, as partículas menores e a acidez mais baixa, que são propriedades adequadas para essa aplicação. |
publishDate |
2022 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2022-09-09 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-10-17T10:41:59Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-10-17T10:41:59Z |
dc.type.driver.fl_str_mv |
Doutorado info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
BRAGA, Cláudio Taranto Lima. Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido. 2022. 95 f. Tese (Doutorado em Química) Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA, 2022. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38052 |
identifier_str_mv |
BRAGA, Cláudio Taranto Lima. Efeito do método de preparação nas propriedades de catalisadores anódicos de céria para células a combustível de óxido sólido. 2022. 95 f. Tese (Doutorado em Química) Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA, 2022. |
url |
https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38052 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Bahia |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Química |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFBA |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Instituto de Química |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Bahia |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFBA instname:Universidade Federal da Bahia (UFBA) instacron:UFBA |
instname_str |
Universidade Federal da Bahia (UFBA) |
instacron_str |
UFBA |
institution |
UFBA |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFBA |
collection |
Repositório Institucional da UFBA |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/38052/3/TESE_DEFINITIVA%20%282%29.pdf.txt https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/38052/1/TESE_DEFINITIVA%20%282%29.pdf https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/38052/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
d221baed5b4b5cd6ce7bd77428c6d3d4 5ce161f81486a2c6cdaf630fd035d386 67bf4f75790b0d8d38d8f112a48ad90b |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1808459680013352960 |