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Síntese e aplicação de nanocatalisadores baseados em morfologia core-shell para a eletro-oxidação de álcoois em meio alcalino

Processo: 12/07464-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2012
Vigência (Término): 07 de julho de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Adalgisa Rodrigues de Andrade
Beneficiário:Rodrigo Garcia da Silva
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):13/25632-0 - Caracterização física e desempenho em células a combustível unitárias de álcoois diretas empregando nanocatalisadores de morfologia core@shell em meio alcalino, BE.EP.DR
Assunto(s):Eletroquímica   Células de combustível

Resumo

A geração alternativa de energia elétrica em sua forma "limpa" tem atraído a atenção de toda a cadeia acadêmico-científica mundial, almejando fontes geradoras de energia mais eficientes e menos agressivas ao meio ambiente. Neste contexto, vêm se destacando as pesquisas voltadas à utilização das células a combustível. Diversos eletrocatalisadores empregando platina e paládio em suas composições vêm sido utilizados para aplicações em células a combustível de álcool direto (DAFC's), entretanto dificuldades como custo do metal, quantidade utilizada dos metais nos catalisadores, baixa potência obtida da célula, reduzida eficiência na quebra das ligações C-C e problemas com o envenenamento do catalisador têm limitado a aplicação desta tecnologia para sistemas em larga escala.Perante a estes empecilhos, propõe-se neste projeto a preparação e aplicação de eletrocatalisadores nano estruturados por novas rotas de síntese tais como a metodologia core-shell, em sistemas bimetálicos à base de Pt e Pd, buscando promover a oxidação de comburentes como etanol, etilenoglicol e glicerol, fontes combustíveis alternativas ao metanol, em sistemas reacionais básicos. Serão sintetizados sistemas core-shell bimetálicos M@Pt e M@Pd, onde M = Ru, Sn ou Ni, suportados em carbono de alta área superficial (Carbono Vulcan) e nanotubos de carbono (CNT's), por três diferentes métodos: i) processo sequencial empregando poliol; ii) processo de deposição sequencial dos metais; iii) síntese química empregando reações de oxidação/redução.A caracterização física dos nanocatalisadores será realizada através das técnicas de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Energia Dispersiva de raios X (EDX), Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de Fotoelétron de raios X (XPS) e Dispersão de Elétrons com Detector de Campo Escuro Anular (HAADF). A caracterização eletroquímica será realizada empregando as técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria, cronopotenciometria e pela técnica de CO-stripping, estimando a área eletroquimicamente ativa dos nanocatalisadores. Durante as eletrólises empregando potencial controlado, serão realizadas análises dos produtos formados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC), Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massa (CG-MS) e pela técnica de Reflectância de Infravermelho in situ (FTIR). Finalizando, serão realizados testes em células unitárias para avaliar o desempenho, durabilidade e estabilidade dos eletrocatalisadores.

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)
DA SILVA, RODRIGO GARCIA; NETO, SIDNEY AQUINO; KOKOH, KOUAKOU BONIFACE; DE ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES. Electroconversion of glycerol in alkaline medium: From generation of energy to formation of value-added products. Journal of Power Sources, v. 351, p. 174-182, MAY 31 2017. Citações Web of Science: 15.

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