Estudos para a redução da carga de platina aplicada nos conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo, para células a combustível baseadas no uso de membranas poliméricas condutoras de prótons.

• Processo: 10/10028-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2013
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Marcelo Linardi
• Beneficiário: Rafael Nogueira Bonifacio
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Células de combustível Geração de energia Eletrocatalisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: célula a combustível | Conjunto eletrodo-membrana-eletrodo | Eletrocatalisadores | Geração de Energia | Célula a combustível

Resumo

Este projeto de pesquisa está inserido no contexto de integrar os conhecimentos prévios do IPEN nas áreas de catálise eletroquímica e de produção de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA) para célula a combustível baseada no uso de membranas poliméricas condutoras de prótons (PEMFC). Buscando contribuir para a redução de custo por quilowatt de sistema de células a combustível, fator que é necessário para a tecnologia de células a combustível ser aplicada industrialmente. Dentre as formas de reduzir custos, a redução da carga de platina aplicada aos eletrodos, é especialmente importante, por se tratar de um recurso natural de alto custo e limitado. Assim, a formação de ligas com outros metais, ou o desenvolvimento de novos métodos de aplicação deste metal no preparo de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo ainda se faz necessário. Neste plano de trabalho serão realizados experimentos relacionados a síntese de eletrocatalisadores de platina e paládio suportados em carbono (PtPd/C), ou de eletrocatalisadores de paládio suportado em carbono (Pd/C), por métodos conhecidos e desenvolvidos no IPEN.Os métodos gráficos tradicionais serão utilizados na produção de eletrodos de difusão gasosa para a avaliação em uma célula unitária, como exemplos poderão ser utilizados os processos de "impressão a tela" e de impressão por jato de tinta, ink Jet. Para as caracterizações de eletrocatalisadores serão utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raio-X, voltametria cíclica e cronoamperometria, determinação de polarizações (curvas de polarização), em células a combustível unitárias e outros estudos que se fizerem necessários.

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)

BONIFACIO, RAFAEL NOGUEIRA; NETO, ALMIR OLIVEIRA; LINARDI, MARCELO. Current Density Maximization in Palladium-Based Gas Diffusion Electrode in Proton Exchange Membrane Fuel Cell. International Journal of Electrochemical Science, v. 8, n. 4, p. 5621-5634, APR 2013. (10/10028-1)

BONIFACIO, RAFAEL NOGUEIRA; OLIVEIRA NETO, ALMIR; LINARDI, MARCELO. Influence of the relative volumes between catalyst and Nafion ionomer in the catalyst layer efficiency. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 39, n. 27, p. 14680-14689, SEP 12 2014. (10/10028-1)

BONIFACIO, RAFAEL NOGUEIRA; NETO, ALMIR OLIVEIRA; LINARDI, MARCELO. Comparative analysis between mass and volume of catalysts as a criterion to determine the optimal quantity of Nafion ionomer in catalyst layers. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 40, n. 6, p. 2840-2849, FEB 19 2015. (10/10028-1)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

BONIFACIO, Rafael Nogueira. Estudo e desenvolvimento de conjuntos membrana-eletrodos (MEA) para célula a combustível de eletrólito polimérico condutor de prótons (PEMFC) com eletrocatalisadores à base de paládio. 2013. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/BT) São Paulo.