Oxidação eletroquímica do etanol em células a combustível de eletrólito polimérico: estudo quantitativo das vias reacionais por espectrometria de massas on-line

• Processo: 12/17581-3
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2012
• Vigência (Término): 14 de março de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fabio Henrique Barros de Lima
• Beneficiário: Adriana Coêlho Queiroz
• Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/50727-9 - Desenvolvimento de sistemas para produção de hidrogênio e para geração e utilização de energia eletro-química, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/02032-0 - Eletro-oxidação de etanol em células a combustível de ácido sólido: efeito do eletrocatalisador e temperatura de operação sobre os caminhos reacionais, BE.EP.DR
• Assunto(s): Eletrocatálise Eletroquímica

Resumo

O etanol é um candidato promissor para o uso como combustível em células a combustível de eletrólito polimérico para aplicação em dispositivos eletrônicos portáteis. Além do fato de o Brasil possuir uma ampla rede de produção e distribuição, o etanol é um combustível renovável, o que é importante para a sustentabilidade. Outra vantagem é seu alto conteúdo energético, que corresponde a 12 elétrons por molécula para a total oxidação do etanol a CO2. Um eletrocatalisador com alta atividade eletrocatalítica para a oxidação total do etanol deve apresentar bom desempenho nos passos de quebra das ligações C-H, C-C e O-H e na formação da ligação C-O. Pt tem mostrado a mais alta atividade dentre os metais puros devido ao melhor balanço entre as tendências opostas de quebra e formação de ligações apresentadas acima, mas sua atividade pode ainda ser aumentada por meio da modificação de sua estrutura eletrônica e através da inserção de um ou mais metais que possuam alta atividade para passos reacionais específicos. No entanto, pouco é conhecido a respeito da distribuição quantitativa dos produtos de reação, principalmente para catalisadores bi e trimetálicos. Assim, os objetivos deste projeto são relacionados com a síntese e caracterização de eletrocatalisadores nanoestruturados bi e trimetálicos formados por Pt em combinação com Rh e com óxidos metálicos tais como SnOX e PbOx. Será efetuada a determinação quantitativa da eficiência de eletro-conversão de etanol para os diferentes produtos de reação por espectrometria de massas on-line, em meias-células eletroquímicas com eletrólito estagnante e em células de fluxo e em células a combustível unitárias passivas e com combustível circulante. A meta final é elucidar a relação entre a composição e estrutura do eletrocatalisador com a atividade, eficiência e estabilidade frente à reação de oxidação de etanol. Os resultados servirão de base para a construção de células de etanol direto passivas para a aplicação em dispositivos eletrônicos portáteis.

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)

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.

Publicações acadêmicas

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

QUEIROZ, Adriana Coêlho. Oxidação eletroquímica de etanol em temperatura ambiente e intermediária: estudo quantitativo das vias reacionais por espectrometria de massas on-line. 2016. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos São Carlos.