Produção de hidrogênio verde impulsionada pela eletro-oxidação de glicerol. Minimizando o uso de elementos do grupo da platina.

Resumo

O aumento da demanda energética nas últimas décadas nos obriga a buscar formas mais sustentáveis de produção de energia. Nesse contexto, o hidrogênio verde é um vetor energético chave para o sucesso da transição energética. A produção de hidrogênio verde de maneira econômica ainda apresenta desafios, sendo um dos mais importantes acelerar a eletro-oxidação da água em eletrólizadores. Apesar de enormes esforços nas últimas décadas, essa reação continua sendo um gargalo para todo o processo.Assim, uma abordagem interessante para superar esse problema é substituir a eletro-oxidação da água pela eletro-oxidação de moléculas orgânicas, onde a oxidação orgânica ocorre muito mais rápido em vários catalisadores. É uma opção ainda mais interessante se o orgânico for um recurso derivado de biomassa que pode produzir produtos de valor agregado por meio da oxidação, por exemplo, glicerol.É bem conhecido que álcoois e polióis são oxidados em materiais à base de Pt em meio alcalino em potenciais muito menores do que a água em catalisadores à base de Ir. No entanto, como o Pt é um elemento caro, os catalisadores baseados neste material devem ser estáveis e conter a menor quantidade possível de Pt. Portanto, para minimizar este problema, neste trabalho prepararemos dois tipos de materiais: i) Nanopartículas (NPs) exsolvidas de óxidos de perovskita (PO) e ii) Ag e Ni modificados com pequenas quantidades de Pt.Neste trabalho, estudaremos a exsolução eletroquímica de NPs de Pt a partir de PO usando várias técnicas ex situ e in situ. Posteriormente, investigaremos a atividade e seletividade dos dois tipos de materiais para a eletro-oxidação do glicerol em células eletroquímicas convencionais de três eletrodos. Finalmente, os catalisadores mais promissores em termos de atividade e seletividade serão usados em um eletrolizador de membrana de troca aniônica. Primariamente, no casso das PO, otimizaremos o processo de exsolução no dispositivo. Posteriormente, usaremos o dispositivo para produzir hidrogênio verde e produtos de oxidação de glicerol. (AU)