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Investigação da atividade de eletrocatalisadores nanoestruturados para a eletrooxidação de íons BH4- em eletrólito alcalino

Processo: 11/03672-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2011
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Fabio Henrique Barros de Lima
Beneficiário:Aniélli Martini Pasqualeti
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:09/07629-6 - Eletrocatálise IV: aspectos fundamentais e aplicados dos processos eletrocatalíticos, bio-eletrocatálise e instabilidades cinéticas, AP.BIOEN.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):12/00877-7 - Investigação de eletrocatalisadores nanoestruturados compostos por Ag e Pd frente a eletrooxidação de íons BH4- em eletrólito alcalino, BE.EP.MS
Assunto(s):Eletrocatálise   Eletroquímica   Células de combustível   Eletrólise   Nanopartículas   Boranos

Resumo

As células a combustível de borohidreto direto apresentam uma alta voltagem teórica (1,64 V) e alto número de elétrons por íon do combustível. Além disso, a utilização de eletrólitos alcalinos abre a possibilidade de uso de metais eletrocatalisadores não nobres e, por consequência, economicamente viáveis para aplicação prática. Entretanto, a falta de um eletrocatalisador altamente eficiente para a reação de oxidação de borohidreto limita o desempenho desses dispositivos. Os eletrocatalisadores mais comumente estudados para esta reação são formados por ouro e platina. No entanto, nesses metais, a oxidação total do borohidreto, envolvendo 8 elétrons por espécie BH4-, compete com vias paralelas de reação, com menor número de elétrons trocados por cada ânion BH4-. Em vista disto, e somente recentemente, simulações e cálculos teóricos foram feitos para determinar os passos elementares da cinética da reação e, também, para guiar a confecção racional de eletrocatalisadores metálicos para a oxidação de borohidreto. Diante deste quadro, e baseado nos resultados dos estudos teóricos, esse projeto de pesquisa tem como objetivo avançar no conhecimento do mecanismo e no desenvolvimento de eletrocatalisadores mais ativos para a oxidação de borohidreto. Os eletrocatalisadores serão formados por combinação entre metais com diferentes energias de adsorção para os íons borohidreto, tais como AuCu e PdAg, conforme indicado pelos estudos teóricos. Todos os eletrocatalisadores serão nanoestruturados e suportados sobre pó de carbono de alta área. As atividades eletrocatalíticas serão estudas por curvas de polarização em estado estacionário em eletrodos rotatórios. A hidrólise, com a consecutiva formação de H2, será monitorada em função do potencial do eletrodo por meio de medidas de espectrometria de massas eletroquímica diferencial on line, utilizando-se uma célula eletroquímica de fluxo. Experimentos de espectroscopia no infravermelho in situ serão conduzidos para monitorar as diferentes espécies que se formam e são consumidas ao longo do curso da reação para os diferentes eletrocatalisadores investigados. (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)
PASQUALETI, ANIELLI M.; OLU, PIERRE-YVES; CHATENET, MARIAN; LIMA, FABIO H. B. Borohydride Electrooxidation on Carbon-Supported Noble Metal Nanoparticles: Insights into Hydrogen and Hydroxyborane Formation. ACS CATALYSIS, v. 5, n. 5, p. 2778-2787, MAY 2015. Citações Web of Science: 35.
LIMA, FABIO H. B.; PASQUALETI, ANIELLI M.; CONCHA, M. BELEN MOLINA; CHATENET, MARIAN; TICIANELLI, EDSON A. Borohydride electrooxidation on Au and Pt electrodes. Electrochimica Acta, v. 84, n. SI, p. 202-212, DEC 1 2012. Citações Web of Science: 61.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PASQUALETI, Aniélli Martini. Investigação da atividade de eletrocatalisadores nanoestruturados para a eletrooxidação de íons BH4- em eletrólito alcalino. 2013. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos São Carlos.

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