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Eletroquímica do dióxido de carbono e da água: aplicação em estocagem e aproveitamento de energia

Processo: 16/13323-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2016 - 30 de novembro de 2018
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 

Resumo

As reações envolvidas na eletroquímica do dióxido de carbono e da água podem ser utilizadas em dispositivos eletroquímicos de conversão de energia. O acoplamento entre a reação de eletro-redução do dióxido de carbono e a de eletro-oxidação da água pode ser utilizado em dispositivos eletrolíticos para a produção de combustíveis. Já o acoplamento entre a eletro-oxidação de moléculas com alto conteúdo de hidrogênio e a eletro-redução de oxigênio pode ser utilizado em dispositivos galvânicos para a conversão de energia química em energia elétrica. As quatro diferentes reações eletroquímicas mencionadas possuem diversos problemas do ponto de vista cinético que entravam desenvolvimento de tais dispositivos. Considerando este cenário, investigações adicionais são necessárias para avançar no entendimento das características dos eletrocatalisadores que governam a atividade, seletividade e estabilidade estas reações. Portanto, este projeto tem como objetivo a síntese e investigação da atividade de eletrocatalisadores para as reações da eletroquímica do dióxido de carbono e da água. Para avançar no entendimento da eletrocatálise das reações, é também proposto neste projeto o desenvolvimento e a construção de módulos adaptadores e interfaces específicas para o acoplamento de diferentes células eletroquímicas para permitir o monitoramento on-line dos produtos das diferentes reações em um espectrômetro de massas do tipo DEMS (Differential Electrochemical Mass Spectrometry). Os módulos adaptadores e as interfaces específicas são necessárias para o estudo de reações que operam com desprendimento de gás e que operam em alta temperatura (100 - 140 oC), como a eletro-redução do dióxido de carbono e a eletro-oxidação de etanol, respectivamente, para as quais não é possível a utilização das interfaces que são normalmente utilizadas. A meta final é estabelecer correlação entre a composição e estrutura com as atividades eletrocatalíticas, seletividades e estabilidades dos eletrocatalisadores para as diferentes reações eletroquímicas. (AU)

Publicações científicas (9)
(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)
GALIOTE, N. A.; OLIVEIRA, F. E. R.; LIMA, F. H. B. FeCo-N-C oxygen reduction electrocatalysts: Activity of the different compounds produced during the synthesis via pyrolysis. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 253, p. 300-308, SEP 15 2019. Citações Web of Science: 1.
DAMAS, GIANE B.; MIRANDA, CAETANO R.; SGARBI, RICARDO; PORTELA, JAMES M.; CAMILO, MARIANA R.; LIMA, FABIO H. B.; ARAUJO, C. MOYSES. On the Mechanism of Carbon Dioxide Reduction on Sn-Based Electrodes: Insights into the Role of Oxide Surfaces. CATALYSTS, v. 9, n. 8 AUG 2019. Citações Web of Science: 0.
MAILLARD, FREDERIC; SILVA, WANDERSON O.; CASTANHEIRA, LUIS; DUBAU, LAETITIA; LIMA, FABIO H. B. Carbon Corrosion in Proton-Exchange Membrane Fuel Cells: Spectrometric Evidence for Pt-Catalysed Decarboxylation at Anode-Relevant Potentials. ChemPhysChem, JULY 2019. Citações Web of Science: 0.
SILVA, W. O.; QUEIROZ, A. C.; PAGANIN, V. A.; LIMA, F. H. B. Faradaic efficiency of ethanol oxidation to CO2 at metallic nanoparticle/short-side-chain PFSA solid-state electrolyte interfaces investigated by on-line DEMS. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 824, p. 99-107, SEP 1 2018. Citações Web of Science: 1.
OLIVEIRA, FRANCISCA E. R.; GALIOTE, NELSON A.; LIMA, FABIO H. B. Investigation of Earth-Abundant Oxygen Reduction Electrocatalysts for the Cathode of Passive Air-Breathing Direct Formate Fuel Cells. CATALYSTS, v. 8, n. 8 AUG 2018. Citações Web of Science: 1.
CAMILO, MARIANA R.; SILVA, WANDERSON O.; LIMA, FABIO H. B. Investigation of Electrocatalysts for Selective Reduction of CO2 to CO: Monitoring the Reaction Products by on line Mass Spectrometry and Gas Chromatography. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 28, n. 9, p. 1803-1815, SEP 2017. Citações Web of Science: 4.
DE SOUZA, JOAO C. P.; SILVA, WANDERSON O.; LIMA, FABIO H. B.; CRESPILHO, FRANK N. Enzyme activity evaluation by differential electrochemical mass spectrometry. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 53, n. 60, p. 8400-8402, AUG 4 2017. Citações Web of Science: 4.
MARIANA R. CAMILO; WANDERSON O. SILVA; FABIO H. B. LIMA. Investigation of Electrocatalysts for Selective Reduction of CO2 to CO: Monitoring the Reaction Products by on line Mass Spectrometry and Gas Chromatography. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 28, n. 9, p. -, Set. 2017.
PASQUALETI, ANIELLI M.; PADGETT, ELLIOT; KUO, DING-YUAN; MULLER, DAVID A.; LIMA, FABIO H. B.; SUNTIVICH, JIN. Influence of Aliovalent Substitutions on Oxygen Reduction on Tantalum Oxynitrides. Journal of the Electrochemical Society, v. 164, n. 6, p. F645-F650, 2017. Citações Web of Science: 1.

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