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Eletrocatalisadores bifuncionais para reações envolvidas em dispositivos de Eletro-conversão de energia regenerativos que operam com H2/O2

Processo: 13/03408-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2013
Vigência (Término): 31 de maio de 2017
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: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):14/11923-5 - Sulfetos e óxidos metálicos nanoestruturados como eletrocatalisadores para eletrodos de hidrogênio e oxigênio, BE.EP.DR
Assunto(s):Eletrocatálise   Eletroquímica

Resumo

O desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos que promovem a eletro-conversão regenerativa entre energia química e energia elétrica é de grande importância para aplicações onde é necessário o suprimento de energia contínua e segura. Isto inclui hospitais, centrais de processamento e armazenamento de dados, veículos elétricos e equipamentos eletrônicos. As baterias metal/ar recarregáveis e as células a combustível regenerativas unificadas (URFC - Unitized Regenerative Fuel Cell) são capazes de oferecer o suprimento de energia elétrica de forma eficiente. Estes dispositivos podem produzir energia complementar, quando necessário, e serem recarregados em períodos em que há pouca utilização de energia elétrica (dispositivo recarregável). Nas URFCs, o hidrogênio molecular produzido durante o ciclo de carga é armazenado e direcionado de volta para o dispositivo quando este é operado em modo de célula a combustível. Os eletrocatalisadores devem ser, portanto, bifuncionais, ou seja, serem ativos para a eletrocatálise das reações de oxidação de hidrogênio, redução de oxigênio e desprendimento de hidrogênio e oxigênio. O desenvolvimento de materiais bifuncionais e estáveis é, no entanto, o grande desafio para as URFCs. Eletrocatalisadores a base de platina são ativos para quatro das reações mencionadas, mas é escasso e, assim, possui custo elevado. Diferentemente do eletrólito ácido, o meio alcalino permite o uso de metais não nobres e, assim, viáveis para o uso em larga escala. Portanto, é de extrema necessidade o desenvolvimento de eletrocatalisadores que sejam ativos e estáveis, mas sem platina. Portanto, neste projeto de pesquisa, tem-se como objetivo a síntese e a investigação da atividade eletrocatalítica de eletrocatalisadores bifuncionais, constituídos de metais não nobres, para as reações de desprendimento/oxidação de H2 e de desprendimento/redução de O2, em eletrólito alcalino e ácido, para o uso em baterias metal/ar recarregáveis e em células a combustível regenerativas unificadas.

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.; 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.
PASQUALETI, ANIELLI M.; OLIVEIRA, FRANCISCA E. R.; LIMA, FABIO H. B. Metal Oxide/Gold Hybrid Nanocomposites as Electrocatalysts for Alkaline Air Electrodes. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 26, n. 11, p. 2171-2174, NOV 2015. Citações Web of Science: 1.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PASQUALETI, Aniélli Martini. Eletrocatalisadores formados por nitretos, carbetos e óxidos metálicos para o eletrodo de oxigênio. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos São Carlos.

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