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Nanoestruturas para a geração de energia a partir de biocombustível

Processo: 10/16511-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2011 - 30 de abril de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Mauro Coelho dos Santos
Beneficiário:Mauro Coelho dos Santos
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Pesq. associados:Fernando Carmona Simões ; Marcelo Luiz Calegaro ; Marcelo Marques Tusi ; Melina D'Villa Silva
Assunto(s):Materiais nanoestruturados  Células de combustível  Biocombustíveis  Eletrocatálise  Oxidação 

Resumo

Este projeto tem por finalidade o desenvolvimento e a aplicação de nanoestruturas do tipo ligas binárias e ternárias, co-depósitos, núcleos-cascas, nanopartículas com morfologias poligonais definidas e nanotubos e nanofitas de carbono para a aplicação em importantes processos tecnológicos: eletrocatálise da reação de oxidação de etanol e eletrocatálise da reação de redução de oxigênio (RRO) para a geração de energia em células a combustível de etanol direto que apresentam baixo impacto ambiental. Com relação às nanoestruturas a proposta é a formação de diferentes nanoestruturas suportadas em carbono XC72, nanotubos e nanofitas de carbono: i) co-depósitos formados por óxidos de Nb, Ce, Ir, W e Sn, entre outros, com nanopartículas de Pt, Ru ,Rh; ii) ligas binárias e ligas ternárias PtSnM1 (sendo M1 metais nobres ou não), iii) core-shell (núcleo-casca) tendo como núcleos Sn, Co, Cu, Fe, Ni entre outros e como casca Pt, Au e Pd e iv) nanoparticulas de metais nobres e não nobres com morfologias poligonais definidas como núcleos e metais nobres como cascas. Estes materiais serão preparados pelas rotas de: método dos precursores poliméricos, redução química e poliol. Posteriormente, serão caracterizados por diferentes técnicas físicas como microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia fotoeletrônica de raios -X, difração de raios-X e energia dispersiva de raios-X. As reações de oxidação de etanol serão estudadas por voltametria cíclica, cronoamperometria, curvas de polarização, células a combustível de etanol direto e espectroscopia de infravermelho in-situ. A cinética da RRO será avaliada por curvas de polarização no estado estacionário com o eletrodo de disco-anel rotatório e a distribuição dos sítios ativos nos substratos para esta reação será avaliada por microscopia eletroquímica de varredura. Esperam-se obter novos materiais com propriedades otimizadas para a utilização como cátodos e ânodos em células a combustível de etanol direto para a geração de energia. A utilização de estruturas core-shell sozinha ou em conjunto com estruturas poligonais definidas tem a intenção de diminuir a quantidade de Pt nos eletrocatalisadores, o que é um grande desafio na pesquisa atual de células a combustível. (AU)

Publicações científicas (18)
(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)
SIMAS, P. S.; ANTONIN, V. S.; PARREIRA, L. S.; HAMMER, P.; SILVA, F. L.; KRONKA, M. S.; VALIM, R. B.; LANZA, M. R. V.; SANTOS, M. C. Carbon Modified with Vanadium Nanoparticles for Hydrogen Peroxide Electrogeneration. ELECTROCATALYSIS, v. 8, n. 4, p. 311-320, JUL 2017. Citações Web of Science: 0.
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ASSUMPCAO, M. H. M. T.; MORAES, A.; DE SOUZA, R. F. B.; CALEGARO, M. L.; LANZA, M. R. V.; LEITE, E. R.; CORDEIRO, M. A. L.; HAMMER, P.; SANTOS, M. C. Influence of the preparation method and the support on H2O2 electrogeneration using cerium oxide nanoparticles. Electrochimica Acta, v. 111, p. 339-343, NOV 30 2013. Citações Web of Science: 16.
GERALDES, ADRIANA NAPOLEAO; DA SILVA, DIONISIO FURTUNATO; PINO, EDDY SEGURA; MARTINS DA SILVA, JULIO CESAR; BRAMBILLA DE SOUZA, RODRIGO FERNANDO; HAMMER, PETER; SPINACE, ESTEVAM VITORIO; OLIVEIRA NETO, ALMIR; LINARDI, MARCELO; DOS SANTOS, MAURO COELHO. Ethanol electro-oxidation in an alkaline medium using Pd/C, Au/C and PdAu/C electrocatalysts prepared by electron beam irradiation. Electrochimica Acta, v. 111, p. 455-465, NOV 30 2013. Citações Web of Science: 76.
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ASSUMPCAO, M. H. M. T.; DE SOUZA, R. F. B.; REIS, R. M.; ROCHA, R. S.; STETER, J. R.; HAMMER, P.; GAUBEUR, I.; CALEGARO, M. L.; LANZA, M. R. V.; SANTOS, M. C. Low tungsten content of nanostructured material supported on carbon for the degradation of phenol. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 142, p. 479-486, OCT-NOV 2013. Citações Web of Science: 30.
ASSUMPCAO, M. H. M. T.; MORAES, A.; DE SOUZA, R. F. B.; REIS, R. M.; ROCHA, R. S.; GAUBEUR, I.; CALEGARO, M. L.; HAMMER, P.; LANZA, M. R. V.; SANTOS, M. C. Degradation of dipyrone via advanced oxidation processes using a cerium nanostructured electrocatalyst material. APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, v. 462, p. 256-261, JUL 10 2013. Citações Web of Science: 26.
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