Baterias recarregáveis de moléculas orgânicas/ar: electrocalisadores para a conversão seletiva entre 2-propanol/acetona

• Processo: 13/10742-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fabio Henrique Barros de Lima
• Beneficiário: Jéssica Rodrigues de Paula Albuquerque
• 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
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrocatálise Baterias 2-Propanol Acetona Hidrocarbonetos Eletro-oxidação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: baterias recarregáveis | Células a combustível regenerativas | Eletrocatálise | Eletrooxidação de 2-propanol | Eletroredução de acetona | Eletroquímica

Resumo

Baterias recarregáveis que operam com moléculas orgânicas e oxigênio do ar, também chamadas de células a combustível regenerativas unificadas (URFC - Unitized Regenerative Fuel Cell) são uma alternativa importante para as baterias convencionais. Recentemente, tem sido proposta a utilização de hidrocarbonetos cíclicos como ciclo-hexano e 6-metil-ciclo-hexano. Estas moléculas podem ser chamadas de "hidretos orgânicos", pois apresentam alto conteúdo de hidrogênio. Entretanto, são moléculas grandes e, no geral, apresentam diversas vias possíveis para as rotas eletrooxidação e eletroredução. Por outro lado, o uso de moléculas mais simples pode ser atrativo. Um importante exemplo é uma bateria ou URFC operando com 2-propanol/acetona e O2/H2O. No caso do dispositivo operando com eletrólito ácido, no processo de descarga, o 2-propanol é eletrooxidado para acetona e o O2 molecular, proveniente do ar, é eletroreduzido para H2O. Na recarga, a acetona é eletroreduzida para 2-propanol e a H2O é eletrooxidada, com o desprendimeto de O2. Assim, o desafio principal é o desenvolvimento de eletrocatalisadores que sejam ativos, estáveis e altamente seletivos para a formação de acetona e 2-propanol. Neste projeto de pesquisa, será feita a síntese, investigação da atividade eletrocatalítica e o estudo da seletividade de eletrocatalisadores nanoestruturados, suportadas sobre pó de carbono, constituídos por metais nobres e não nobres, para as reações de eletrooxidação de 2-propanol e de eletroredução de acetona, em eletrólito ácido e alcalino, para o uso em células a combustível regenerativas unificadas. O estudo das atividades eletrocatalíticas será feito por curvas de polarização e a investigação da seletividade da reação será feita utilizando-se a técnica de espectrometria de massas eletroquímica diferencial on-line (DEMS - Differential Electrochemical Mass Spectrometry). (AU)