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Desenvolvimento de materiais e estudos de degradação de eletrocatalisadores e suportes para anodo de células a combustível alcalinas

Processo: 13/01577-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2013
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Almir Oliveira Neto
Beneficiário:Júlio César Martins da Silva
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/09868-6 - Reação de oxidação de amônia e determinação dos produtos de reação utilizando-se eletrocatalizadores e suportes com elevada durabilidade e alta atividade catalítica, BE.EP.PD
Assunto(s):Células de combustível   Materiais nanoestruturados   Engenharia de materiais

Resumo

Este projeto tem por finalidade o desenvolvimento e a aplicação de eletrocatalisadores nanoestruturados suportados em materiais mais resistentes à corrosão para ânodos de células a combustível alcalinas AFCs. Estas células utilizam membrana trocadora de ânions, visando a oxidação de pequenas moléculas ricas em hidrogênio, tais como a amônia e etanol. Nesse sentido, será realizado um estudo aprofundado relacionado à corrosão dos suportes, degradação e mudanças estruturais dos eletrocatalisadores desenvolvidos em experimentos de longa duração. Além destes testes, eletrocatalisadores livres de Pt serão desenvolvidos para reação de oxidação de etanol e para reação de oxidação de amônia ou outras pequenas moléculas ricas em hidrogênio. Para tanto, nanomateriais binários baseados em Pd, Au, Ni, Sn, Bi, Ir, Ag e Pt, suportados em óxidos metálicos como Sb2O5.SnO2 (ATO), e/ou TiO2, podendo ser estruturados na forma de nanotubos, com ou sem carbono, serão produzidos. Estes materiais serão preparados pelo método sol-gel, redução por borohidreto e/ou redução por álcool. Posteriormente, serão caracterizados por diferentes técnicas físicas como Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Difração de Raios-X (DRX) e Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), as quais serão utilizadas para se obter informações sobre mudanças nos materiais em longos períodos de utilização, adicionalmente para este fim poderá ser utilizada a técnica de Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). As reações de oxidação das pequenas moléculas ricas em hidrogênio serão estudadas por voltametria cíclica, cronoamperometria, curvas de polarização, testes em células a combustível em meio alcalino, espectroscopia de infravermelho "in-situ" e/ou cromatografia gasosa. Com os resultados a serem obtidos nesse projeto espera-se contribuir com a viabilização comercial das AFCs que utilizam membrana trocadora de ânions.

Publicações científicas (20)
(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)
ALINE AMORIM; LUANNA S. PARREIRA; JÚLIO CÉSAR M. SILVA; MAURO C. DOS SANTOS. Electrooxidation of Mixed Ethanol and Methanol Solutions on PtSn/C Electrocatalysts Prepared by the Polymeric Precursor Method. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 28, n. 6, p. 1091-1097, Jun. 2017. Citações Web of Science: 1.
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ASSUMPCAO, MONICA H. M. T.; PIASENTIN, RICARDO M.; HAMMER, PETER; DE SOUZA, RODRIGO F. B.; BUZZO, GUILHERME S.; SANTOS, MAURO C.; SPINACE, ESTEVAM V.; NETO, ALMIR O.; SILVA, JULIO CESAR M. Oxidation of ammonia using PtRh/C electrocatalysts: Fuel cell and electrochemical evaluation. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 174, p. 136-144, SEP 2015. Citações Web of Science: 28.
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