Estudo de filmes automontados de PEDOT, grafeno, nanopartículas de platina e Nafion®, visando aplicação em microcélulas combustíveis

• Processo: 12/01484-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de abril de 2012 - 31 de março de 2014
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Antonio Riul Júnior
• Beneficiário: Antonio Riul Júnior
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Filmes finos Materiais nanoestruturados Nanopartículas Células de combustível Microfluídica Platina Técnica de automontagem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: filmes automontados | Grafeno | Microcélula Combustível | Nafion | nanopartículas de platina | Pedot | filmes ultrafinos nanoestruturados

Resumo

Este projeto visa ao estudo e fabricação de filmes automontados ultrafinos e nanoestruturados (LbL, do inglês layer-by-layer) contendo PEDOT, nanopartículas de platina, grafeno e Nafion®, em diferentes combinações e arquiteturas moleculares. O objetivo principal é a busca de arquiteturas LbL que influenciem positivamente em parâmetros fundamentais de células combustíveis, como o aumento de condução protônica e diminuição da permeação de metanol em membranas de Nafion®, por exemplo, visando aumento de eficiência e durabilidade. Até o momento os filmes automontados têm sido fracamente explorados em células combustíveis, apesar de resultados recentes indicarem que a deposição de filmes LbL em membranas de Nafion® resulta em uma redução de 40% na permissividade de metanol e um aumento de quase duas vezes na condução protônica de células combustíveis, em relação ao Nafion® puro. Neste sentido, o uso de polímeros condutores é altamente promissor pela disponibilização de sítios de carga que poderão contribuir para o aumento de condutividade protônica, além de maior estabilidade química e mecânica às membranas de troca iônica em ambientes fortemente oxidativos e redutivos. Adicionalmente, pretendemos usar microfluídica e a incorporação de nanopartículas de platina para a redução de tamanho e custos envolvidos, e o uso de nanofolhas de grafeno tem se mostrado uma alternativa promissora na redução de algumas espécies químicas, além do aumento na atividade catalítica de eletrodos em células combustíveis. Nosso interesse é a aplicação dos filmes nanoestruturados no desenvolvimento de uma microcélula combustível, devido ao elevado potencial econômico e crescimento de mercado atrelado a dispositivos portáteis. O projeto será desenvolvido em colaboração com pesquisadores do laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), viabilizando equipamentos e técnicas de litografia que não dispomos na UFSCar Sorocaba. (AU)

Publicações científicas

(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)

MIYAZAKI, CELINA M.; MARIA, MARCO A. E.; BORGES, DAIANE DAMASCENO; WOELLNER, CRISTIANO F.; BRUNETTO, GUSTAVO; FONSECA, ALEXANDRE F.; CONSTANTINO, CARLOS J. L.; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; DE SIERVO, ABNER; GALVAO, DOUGLAS S.; et al. Experimental and computational investigation of reduced graphene oxide nanoplatelets stabilized in poly(styrene sulfonate) sodium salt. Journal of Materials Science, v. 53, n. 14, p. 10049-10058, JUL 2018. (10/13033-6, 16/00023-9, 12/01484-9, 14/24547-1, 15/14703-9, 14/11410-8)