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Desenvolvimento e aplicação de catalisadores Ni-M (m = Cu, Fe ou Mo) para confecção de ânodos de células a combustível do tipo SOFC alimentadas com etanol

Processo: 14/04100-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2014
Vigência (Término): 30 de abril de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Edson Antonio Ticianelli
Beneficiário:Rafael Machado Reis
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica, AP.TEM
Assunto(s):Eletroquímica   Eletrocatálise   Células de combustível   Etanol   Oxidação   Geração de energia elétrica

Resumo

Um dos grandes desafios tecnológicos atuais refere-se ao desenvolvimento de novas fontes de geração de energia elétrica. As células a combustível destacam-se como umas das alternativas que vêm ganhando atenção nos últimos anos, pois são sistemas que apresentam alta eficiência e baixa produção de poluentes ambientais. Em particular, células a combustível de óxido sólido (SOFC) possuem como principais vantagens promover a reforma interna do combustível utilizado, alta eficiência para conversão de energia e não necessitam utilização de metais nobres. O principal desafio das SOFCs alimentadas com biocombustíveis deve-se à deposição de carbono sobre o ânodo, proveniente da oxidação do biocombustível, que provoca envenenamento e causa a total degradação do desempenho da SOFC. Para superar este desafio, neste projeto é proposta a preparação e caracterização físico-química de diversos catalisadores bimetálicos, do tipo Ni-M (sendo M = Cu, Fe ou Mo). A atividade catalítica perante a reforma do etanol destes catalisadores será investigada através de experimentos de reforma a vapor de etanol (RVE) em leito fixo, visando o estudo dos principais produtos formado por medidas cromatografia líquida e gasosa e espectrometria de massas, bem como a eventual deposição de carbono sobre os catalisadores estudados por medidas ex-situ de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão e espectrometria de energia dispersiva de raios x. A partir da escolha dos catalisadores mais promissores, serão realizados estudos eletroquímicos (curvas de polarização e medidas de impedância) destes materiais aplicados diretamente em uma célula unitária de SOFC alimentada com etanol, monitorando-se ao final dos experimentos a possível formação de carbono no ânodo. (AU)

Publicações científicas (4)
(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)
LO FARO, M.; OLIVEIRA, V. L.; REIS, R. M.; SAGLIETTI, G. G. A.; ZIGNANI, S. C.; TROCINO, S.; TICIANELLI, E. A.; ARICO, A. S. Solid Oxide Fuel Cell Fed Directly with Dry Glycerol. ENERGY TECHNOLOGY, v. 7, n. 1, SI, p. 45-47, JAN 2019. Citações Web of Science: 0.
LO FARO, M.; REIS, R. M.; SAGLIETTI, G. G. A.; OLIVEIRA, V. L.; ZIGNANI, S. C.; TROCINO, S.; MAISANO, S.; TICIANELLI, E. A.; HODNIK, N.; RUIZ-ZEPEDA, F.; ARICO, A. S. Solid oxide fuel cells fed with dry ethanol: The effect of a perovskite protective anodic layer containing dispersed Ni-alloy @ FeOx core-shell nanoparticles. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 220, p. 98-110, JAN 2018. Citações Web of Science: 14.
LO FARO, MASSIMILIANO; TROCINO, STEFANO; ZIGNANI, SABRINA CAMPAGNA; ITALIANO, CRISTINA; REIS, RAFAEL MACHADO; TICIANELLI, EDSON ANTONIO; ARICO, ANTONINO SALVATORE. Nickel-Iron/Gadolinium-Doped Ceria (CGO) Composite Electrocatalyst as a Protective Layer for a Solid-Oxide Fuel Cell Anode Fed with Biofuels. CHEMCATCHEM, v. 8, n. 3, p. 648-655, FEB 5 2016. Citações Web of Science: 3.
LO FARO, M.; REIS, R. M.; SAGLIETTI, G. G. A.; ZIGNANI, S. C.; TROCINO, S.; FRONTERA, P.; ANTONUCCI, P. L.; TICIANELLI, E. A.; ARICO, A. S. Investigation of Ni-based alloy/CGO electro-catalysts as protective layer for a solid oxide fuel cell anode fed with ethanol. Journal of Applied Electrochemistry, v. 45, n. 7, SI, p. 647-656, JUL 2015. Citações Web of Science: 15.

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