Eletrocatalisadores para baterias de Li-ar

• Processo: 11/21545-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fritz Cavalcante Huguenin
• Beneficiário: Fritz Cavalcante Huguenin
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrocatálise Baterias elétricas Quartzo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baterias Li-ar | Eletrocatálise | espectroscopia de impedancia | Microbalança Eletroquímica a Cristal de Quartzo | Redução de Oxigênio | Eletroquímica

Resumo

O aumento no consumo energético e a preocupação quanto à emissão de gases poluentes criam um grande apelo para pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de novas fontes de energia não-poluentes de alta energia, como as baterias de lítio-ar. A densidade de energia teórica destes dispositivos é cinco a dez vezes maior (13 kW.h.kg-1) do que as fontes eletroquímicas de energia comercializadas. No entanto, estes valores ainda não correspondem aos determinados experimentalmente. Assim, um maior entendimento dos mecanismos reacionais e a determinação das constantes de velocidade das etapas elementares, durante as etapas de carga/descarga, tornam-se necessários para a escolha de eletrocatalisadores que favoreçam o aumento na densidade de energia e potência das baterias Li-ar. Neste projeto, novos eletrodos modificados à base de nanopartículas de platina, ouro e carbono serão investigadas, visando um aumento na atividade catalítica para a reação de redução de oxigênio (RRO) em meio orgânico aprótico (reação no compartimento catódico). Será realizado estudos cinéticos e mecanísticos a partir de análises de voltametria cíclica, cronopotenciometria, espectroscopia de impedância, microbalança eletroquímica a cristal de quartzo (EQCM) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), as quais permitirão um melhor entendimento quanto ao mecanismo e à cinética da RRO. Enquanto que a estrutura, a morfologia e o tamanho das partículas dos eletrodos serão analisadas com técnicas microscópicas e difração de raios-x. (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)

FACCI, TIAGO; GOMES, WELLINGTON J. A. S.; BRAVIN, BRUNO; ARAUJO, DIOGENES M.; HUGUENIN, FRITZ. Proton Electroinsertion in Self-Assembled Materials for Neutralization Pseudocapacitors. Langmuir, v. 30, n. 1, p. 426-431, JAN 14 2014. (12/21629-1, 11/21545-0)

GOMES, WELLINGTON J. A. S.; ARAUJO, DIOGENES M.; CARVALHO, ANTONIO J. F.; CAMPANA-FILHO, SERGIO P.; HUGUENIN, FRITZ. High Lithium Ion Electroinsertion Rate into Self-Assembled Films Formed from TiO2. Journal of Physical Chemistry C, v. 117, n. 33, p. 16774-16782, AUG 22 2013. (11/21545-0, 09/14181-1)

GALIOTE, NELSON A.; JEONG, SANGSIK; MORAIS, WILLIAM G.; PASSERINI, STEFANO; HUGUENIN, FRITZ. The Role of Ionic Liquid in Oxygen Reduction Reaction for Lithium-air Batteries. Electrochimica Acta, v. 247, p. 610-616, SEP 1 2017. (11/12668-0, 11/21545-0, 14/15798-0)

GALIOTE, NELSON A.; DE AZEVEDO, DAYSE C.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; HUGUENIN, FRITZ. Investigating the Kinetic Mechanisms of the Oxygen Reduction Reaction in a Nonaqueous Solvent. Journal of Physical Chemistry C, v. 118, n. 38, p. 21995-22002, SEP 25 2014. (12/21629-1, 11/12668-0, 11/21545-0)