Eletrocatálise de oxidação de etanol em monocamadas de platina depositadas em nanopartículas do tipo core-shell

• Processo: 08/05156-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2008
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2010
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fabio Henrique Barros de Lima
• Beneficiário: Fabio Henrique Barros de Lima
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrocatálise Células de combustível Etanol Nanopartículas Energia não convencional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Celulas A Combustivel | Core-Shell | Eletrocatalise | Energias Alternativas | Nanoparticulas | Oxidacao De Etanol | Eletroquímica

Resumo

A pesquisa detalhada neste projeto tem como objetivo o estudo da eletrocatálise da reação de oxidação de etanol. Esta reação, que ocorre no ânodo de células a combustível, será investigada em eletrocatalisadores formados a base de monocamadas de platina. A eletrocatálise da oxidação total de etanol a CO2 envolve a desidrogenação, a quebra da ligação C-C e a oxidação do CO adsorvido, que é proveniente da adsorção dissociativa do etanol. A platina, apesar de mostrar as maiores atividades eletrocatalíticas, com alta atividade para a desidrogenação, ainda apresenta cinética lenta para a quebra da ligação C-C e eletro-oxidação do CO adsorvido. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de eletrocatalisadores a base de Pt mais ativos e eficientes para se alcançar aplicações práticas. Nesse trabalho, com o objetivo de aumentar a atividade eletrocatalítica através da modificação da estrutura eletrônica e, ao mesmo tempo, diminuir a massa de platina, os eletrocatalisadores serão formados por depósitos de monocamadas puras e mistas de Pt com outros metais nobres sobre substratos metálicos lisos (bulk) policristalinos e sobre substratos metálicos nanoestruturados suportados sobre pó de carbono de alta área. O estudo da atividade eletrocatalítica será implementado no presente trabalho para elucidar as tendências que governam o comportamento eletrocatalítico dos materiais e as vias de reação seguidas pela reação de oxidação de etanol, monitoradas por espectrometria de massas eletroquímica diferencial. Em cada caso, a meta é elucidar o mecanismo e a cinética da reação eletroquímica e correlacioná-los com características eletrônicas e estruturais dos eletrocatalisadores metálicos. (AU)

Publicações científicas

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(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)

NAGAO, RAPHAEL; CANTANE, DANIEL A.; LIMA, FABIO H. B.; VARELA, HAMILTON. Influence of Anion Adsorption on the Parallel Reaction Pathways in the Oscillatory Electro-oxidation of Methanol. Journal of Physical Chemistry C, v. 117, n. 29, p. 15098-15105, JUL 25 2013. (08/05156-0, 09/07629-6, 09/11073-3, 09/00153-6)

NAGAO, RAPHAEL; CANTANE, DANIEL A.; LIMA, FABIO H. B.; VARELA, HAMILTON. The dual pathway in action: decoupling parallel routes for CO2 production during the oscillatory electro-oxidation of methanol. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 14, n. 23, p. 8294-8298, 2012. (08/05156-0, 09/07629-6, 09/11073-3, 09/00153-6)

QUEIROZ, A. C.; SILVA, W. O.; RODRIGUES, I. A.; LIMA, F. H. B.. Identification of bimetallic electrocatalysts for ethanol and acetaldehyde oxidation: Probing C-2-pathway and activity for hydrogen oxidation for indirect hydrogen fuel cells. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 160, p. 423-435, NOV 2014. (08/05156-0, 09/07629-6, 11/50727-9, 13/00197-9)

CANTANE, D. A.; AMBROSIO, W. F.; CHATENET, M.; LIMA, F. H. B.. Electro-oxidation of ethanol on Pt/C, Rh/C, and Pt/Rh/C-based electrocatalysts investigated by on-line DEMS. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 681, p. 56-65, AUG 1 2012. (08/05156-0, 09/11073-3, 09/05545-0)