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Desenvolvimento de materiais e estudos de degradação de eletrocatalisadores e suportes para ânodo de células a combustível alcalinas

Processo: 13/01577-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2013
Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2016
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Almir Oliveira Neto
Beneficiário:Júlio César Martins da Silva
Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/09868-6 - Reação de oxidação de amônia e determinação dos produtos de reação utilizando-se eletrocatalizadores e suportes com elevada durabilidade e alta atividade catalítica, BE.EP.PD
Assunto(s):Células de combustível   Materiais nanoestruturados   Engenharia de materiais
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:células a combustível | Materiais nanoestruturados | Reologia de materiais nanoestruturados | Engenharia de Materiais

Resumo

Este projeto tem por finalidade o desenvolvimento e a aplicação de eletrocatalisadores nanoestruturados suportados em materiais mais resistentes à corrosão para ânodos de células a combustível alcalinas AFCs. Estas células utilizam membrana trocadora de ânions, visando a oxidação de pequenas moléculas ricas em hidrogênio, tais como a amônia e etanol. Nesse sentido, será realizado um estudo aprofundado relacionado à corrosão dos suportes, degradação e mudanças estruturais dos eletrocatalisadores desenvolvidos em experimentos de longa duração. Além destes testes, eletrocatalisadores livres de Pt serão desenvolvidos para reação de oxidação de etanol e para reação de oxidação de amônia ou outras pequenas moléculas ricas em hidrogênio. Para tanto, nanomateriais binários baseados em Pd, Au, Ni, Sn, Bi, Ir, Ag e Pt, suportados em óxidos metálicos como Sb2O5.SnO2 (ATO), e/ou TiO2, podendo ser estruturados na forma de nanotubos, com ou sem carbono, serão produzidos. Estes materiais serão preparados pelo método sol-gel, redução por borohidreto e/ou redução por álcool. Posteriormente, serão caracterizados por diferentes técnicas físicas como Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Difração de Raios-X (DRX) e Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), as quais serão utilizadas para se obter informações sobre mudanças nos materiais em longos períodos de utilização, adicionalmente para este fim poderá ser utilizada a técnica de Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). As reações de oxidação das pequenas moléculas ricas em hidrogênio serão estudadas por voltametria cíclica, cronoamperometria, curvas de polarização, testes em células a combustível em meio alcalino, espectroscopia de infravermelho "in-situ" e/ou cromatografia gasosa. Com os resultados a serem obtidos nesse projeto espera-se contribuir com a viabilização comercial das AFCs que utilizam membrana trocadora de ânions. (AU)

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Publicações científicas (20)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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DA SILVA, SIRLANE G.; SILVA, JULIO CESAR M.; BUZZO, GUILHERME S.; DE SOUZA, RODRIGO F. B.; SPINACE, ESTEVAM V.; NETO, ALMIR O.; ASSUMPCAO, MONICA H. M. T.. Electrochemical and fuel cell evaluation of PtAu/C electrocatalysts for ethanol electro-oxidation in alkaline media. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 39, n. 19, p. 10121-10127, . (12/22731-4, 11/18246-0, 13/01577-0, 12/03516-5)
YOVANOVICH, M.; PIASENTIN, R. M.; AYOUB, J. M. S.; NANDENHA, J.; FONTES, E. H.; DE SOUZA, R. F. B.; BUZZO, G. S.; SILVA, J. C. M.; SPINACE, E. V.; ASSUMPCAO, M. H. M. T.; et al. PtBi/C Electrocatalysts for Formic Acid Electro-Oxidation in Acid and Alkaline Electrolyte. International Journal of Electrochemical Science, v. 10, n. 6, p. 4801-4811, . (12/22731-4, 11/18246-0, 13/01577-0)
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