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Desenvolvimento de nanoeletrocatalisadores de paládio e nióbio para células a combustível de etanol direto alcalinas

Processo: 17/22976-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Data de Início da vigência: 01 de março de 2018
Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2021
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Mauro Coelho dos Santos
Beneficiário:Felipe de Moura Souza
Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Paládio   Nióbio   Células de combustível   Etanol   Eletrocatálise
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:célula a combustível de etanol direto | Célula a Combustível de membrana trocadora de ânions | Niobio | paládio | Materiais Nanoestruturados de Paládio e Nióbio

Resumo

Células a combustível de etanol direto (DEFC) são dispositivos eletroquímicos com capacidade de transformar energia química em energia elétrica útil com alta eficiência e mínima emissão de poluentes. Este projeto tem como objetivo: sintetizar, caracterizar, avaliar e aplicar eletrocatalisadores binários de paládio com nióbio, na forma de nanoesferas, nanocubos e nanocages para Reações de Oxidação de Etanol (ROE) em meio alcalino, e consequentemente, em células a combustível. Os eletrocatalisadores serão sintetizados pela classe de métodos químicos redutores (Botton up) variando a composição química e morfologia dos metais, utilizando suportes como carbono vulcan XC72, grafeno e nanotubos de carbono de múltiplas paredes para as nanopartículas, pois estes parâmetros influenciam diretamente na atividade eletrocatalítica dos materiais. Os eletrocatalisadores serão caracterizados fisicamente por difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, microscopia eletrônica transmissão, potencial zeta e por técnicas eletroquímicas. O nióbio será usado como metal auxiliar para a catálise do paládio e o seu uso na tecnologia de DEFC é extremamente relevante, pois o Brasil possui 95% de toda reserva mundial de nióbio. Espera-se assim o desenvolvimento de eletrocatalisadores binários para DEFC que possam ter alta densidade de potência na ROE, com redução do custo de fabricação, estabilidade e durabilidade para longas durações de funcionamento. Além disso, aplicáveis à geração de energia elétrica para pequenos dispositivos eletrônicos, como carregadores eletrônicos. (AU)

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Publicações científicas (24)
(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)
GENTIL, TUANI C.; PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; DE ARAUJO, MARCOS L.; MANDELLI, DALMO; BATISTA, BRUNO L.; DOS SANTOS, MAURO C.. Acetol as a high-performance molecule for oxidation in alkaline direct liquid fuel cell. RENEWABLE ENERGY, v. 165, n. 1, p. 37-42, . (17/22976-0, 17/21846-6, 15/10314-8, 18/18675-8, 18/01258-5, 17/10118-0, 17/26288-1)
MOURA SOUZA, F.; BOHNSTEDT, P.; PINHEIRO, V. S.; OLIVEIRA, L. A.; BATISTA, B. L.; PARREIRA, L. S.; ANTUNES, R. A.; SANTOS, M. C.. Niobium increasing the electrocatalytic activity of palladium for alkaline direct ethanol fuel cell. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 858, . (17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6, 18/26307-9)
SOUZA, FELIPE DE MOURA; PANIZ, FERNANDA POLLO; PEDRON, TATIANA; DOS SANTOS, MAURO COELHO; BATISTA, BRUNO LEMOS. A high-throughput analytical tool for quantification of 15 metallic nanoparticles supported on carbon black. HELIYON, v. 5, n. 3, . (17/22976-0, 16/19924-6, 17/10118-0, 16/10060-9, 14/05151-0, 18/06870-0, 17/21846-6)
KOMATSU, JENNY S.; SOUZA, FELIPE M.; PINHEIRO, VICTOR S.; BOHNSTEDT, PAULA; DE PAPE, POL W. G.; MANDELLI, DALMO; SANTOS, MAURO C.; CARVALHO, WAGNER A.. Cotton fabric derived alpha Fe magnetic porous carbon as electrocatalyst for alkaline direct ethanol fuel cell. CATALYSIS TODAY, v. 381, p. 65-75, . (17/22976-0, 15/10314-8, 17/10118-0, 18/01258-5, 18/26307-9, 17/26288-1, 17/24931-4, 17/21846-6)
PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; SOUSA JOCA, JHONNY FRANK; SOTANA DE SOUZA, RAFAEL AUGUSTO; GENTIL, TUANI C.; LANZA, MARCOS R. V.; MOISES DE OLIVEIRA, HUEDER PAULO; PEREIRA NETO, ANA MARIA; GAUBEUR, IVANISE; SANTOS, MAURO C.. Removal of Orange II (OII) dye by simulated solar photoelectro-Fenton and stability of WO2.72/Vulcan XC72 gas diffusion electrode. Chemosphere, v. 239, . (16/00819-8, 14/50945-4, 17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)
PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; GENTIL, TUANI C.; NASCIMENTO, ALINE N.; PARREIRA, LUANNA S.; SAIRRE, MIRELA, I; BATISTA, BRUNO L.; SANTOS, MAURO C.. Pd-Pt nanoparticles combined with ceria nanorods for application in oxygen reduction reactions in alkaline direct ethanol fuel cell cathodes. Journal of Alloys and Compounds, v. 899, p. 14-pg., . (15/10314-8, 17/10118-0, 20/14100-0, 17/26288-1, 18/18675-8, 17/22976-0, 17/21846-6)
PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; GENTIL, TUANI C.; NASCIMENTO, ALINE N.; PARREIRA, LUANNA S.; HAMMER, PETER; SAIRRE, MIRELA I.; BATISTA, BRUNO L.; SANTOS, MAURO C.. Electrocatalysts based on low amounts of palladium combined with tin nanoparticles and cerium dioxide nanorods for application as ADEFC anodes. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 46, n. 79, p. 39438-39456, . (17/21846-6, 17/10118-0, 18/18675-8, 20/14100-0, 15/10314-8, 17/26288-1, 17/22976-0)
NANDENHA, JULIO; RAMOS, CARLOS EDUARDO DOMINGUES; DA SILVA, SIRLANE G.; DE SOUZA, RODRIGO FERNANDO BRAMBILLA; FONTES, ERIC HOSSEIN; OTTONI, CRISTIANE ANGELICA; NETO, ALMIR OLIVEIRA. Borohydride Reduction Method for PdIn/C Electrocatalysts Synthesis towards Glycerol Electrooxidation under Alkaline Condition. Electroanalysis, v. 33, n. 4, . (14/50279-4, 14/09087-4, 17/21846-6, 17/11937-4, 17/22976-0)
NANDENHA, J.; YAMASHITA, J. Y.; SOUZA, F. M.; FONTES, E. H.; BATISTA, B. L.; SANTOS, M. C.; LINARDI, M.; NETO, A. O.. Methane activation on PdMn/C-ITO electrocatalysts using a reactor-type PEMFC. RESEARCH ON CHEMICAL INTERMEDIATES, v. 46, n. 10, . (14/50279-4, 14/09087-4, 17/11937-4, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)
SANTOS, MAURO C.; ANTONIN, VANESSA S.; SOUZA, FELIPE M.; AVEIRO, LUCI R.; PINHEIRO, VICTOR S.; GENTIL, TUANI C.; LIMA, THAYS S.; MOURA, JOAO P. C.; SILVA, CAROLINA R.; LUCCHETTI, LANNA E. B.; et al. Decontamination of wastewater containing contaminants of emerging concern by electrooxidation and Fenton-based processes - A review on the relevance of materials and methods. Chemosphere, v. 307, p. 26-pg., . (17/22976-0, 18/18675-8, 17/21846-6, 17/10118-0, 20/14100-0, 17/26288-1, 15/10314-8)
GENTIL, TUANI C.; PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; DE ARAUJO, MARCOS L.; MANDELLI, DALMO; BATISTA, BRUNO L.; DOS SANTOS, MAURO C.. Acetol as a high-performance molecule for oxidation in alkaline direct liquid fuel cell. RENEWABLE ENERGY, v. 165, p. 6-pg., . (17/21846-6, 17/22976-0, 15/10314-8, 17/10118-0, 18/18675-8, 17/26288-1, 18/01258-5)
ANTONIN, VANESSA S.; LUCCHETTI, LANNA E. B.; SOUZA, FELIPE M.; PINHEIRO, VICTOR S.; MOURA, JOAO C.; TRENCH, ALINE B.; DE ALMEIDA, JAMES M.; AUTRETO, PEDRO A. S.; LANZA, MARCOS R. V.; SANTOS, MAURO C.. Sodium niobate microcubes decorated with ceria nanorods for hydrogen peroxide electrogeneration: An experimental and theoretical study. Journal of Alloys and Compounds, v. 965, p. 11-pg., . (17/22976-0, 21/14394-7, 21/05364-7, 17/10118-0, 19/01925-4, 20/14100-0)
AVEIRO, L. R.; DA SILVA, A. G. M.; CANDIDO, E. G.; PAZ, E. C.; PINHEIRO, V. S.; PARREIRA, L. S.; SOUZA, F. M.; ANTONIN, V. S.; CAMARGO, P. H. C.; DOS SANTOS, M. C.. MnO2/Vulcan-Based Gas Diffusion Electrode for Mineralization of Diazo Dye in Simulated Effluent. ELECTROCATALYSIS, v. 11, n. 3, . (16/00819-8, 17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)
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PEDRON, TATIANA; SEGURA, FABIANA ROBERTA; PANIZ, FERNANDA POLIO; SOUZ, FELIPE DE MOURA; DOS SANTOS, MAURO COELHO; DE MAGALHAES JUNIOR, ARIANO MARTINS; BATISTA, BRUNO LEMOS. Mitigation of arsenic in rice grains by polishing and washing: Evidencing the benefit and the cost. JOURNAL OF CEREAL SCIENCE, v. 87, p. 52-58, . (16/19924-6, 15/06674-9, 14/05151-0, 17/22976-0, 16/10060-9, 18/06870-0, 17/21846-6)
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SOUZA, FELIPE M.; NANDENHA, JULIO; OLIVEIRA, VITOR H. A.; PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; AVEIRO, LUCI R.; PARREIRA, LUANNA S.; SILVA, JULIO C. M.; BATISTA, BRUNO L.; NETO, ALMIR O.; et al. The effect of support on Pd1Nb1 electrocatalysts for ethanol fuel cells. RENEWABLE ENERGY, v. 150, p. 293-306, . (17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)
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PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; GENTIL, TUANI C.; NASCIMENTO, ALINE N.; BOHNSTEDT, PAULA; PARREIRA, LUANNA S.; PAZ, EDSON C.; HAMMER, PETER; SAIRRE, I, MIRELA; BATISTA, BRUNO L.; et al. Sn-containing electrocatalysts with a reduced amount of palladium for alkaline direct ethanol fuel cell applications. RENEWABLE ENERGY, v. 158, p. 49-63, . (15/10314-8, 18/26307-9, 17/26288-1, 17/22976-0, 17/21846-6, 17/10118-0)
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GONZAGA, ISABELLE M. D.; DORIA, ALINE R.; VASCONCELOS, VANESSA M.; SOUZA, FELIPE M.; DOS SANTOS, MAURO C.; HAMMER, PETER; RODRIGO, MANUEL A.; EGUILUZ, KATLIN I. B.; SALAZAR-BANDA, GIANCARLO R.. Microwave synthesis of Ti/(RuO2)(0.5)(IrO2)(0.5) anodes: Improved electrochemical properties and stability. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 874, p. 11-pg., . (17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)