Investigação do mecanismo cinético da reação de redução do oxigênio em solventes não aquosos

• Processo: 14/15798-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 15 de setembro de 2014
• Data de Término da vigência: 14 de setembro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fritz Cavalcante Huguenin
• Beneficiário: Nelson Alexandre Galiote Silva
• Supervisor: Stefano Passerini
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 11/12668-0 - Materiais Nanoparticulados para Baterias de Lítio-ar, BP.DR
• Assunto(s): Eletrocatálise Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baterias de Lítio-oxigênio | Eletrocatálise | Reação de Redução de Oxigênio | Eletroquímica

Resumo

Devido sua densidade de energia teórica ser elevada, as baterias de lítio-ar representam uma fonte alternativa promissora para a substituição das baterias comerciáveis de íons lítio quando se trata de armazenamento e conversão de energia. No entanto, os sistemas práticos não atingem esta alta densidade de energia esperada devido a complicações como instabilidades do solvente, cinéticas lentas das reações e a irreversibilidade química durante as reações de redução de oxigênio (RRO) e de evolução de oxigênio (REO). Sabendo-se que ainda é pouco compreendido o papel do catalisador no mecanismo da RRO, este projeto propõe a investigação e obtenção de parâmetros cinéticos do mecanismo, em eletrodos constituídos de nanopartículas de platina e carbono, à luz de um modelo matemático de impedância. Mais especificamente, será analisada a influência do tamanho de partícula e o tipo do eletrocatalisador na RRO. Experimentos de Difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e experimentos eletroquímicos serão realizados para investigar quais as espécies formadas e suas dependências do potencial aplicado durante a ORR. Tais análises complementam os dados obtidos da espectroscopia de impedância eletroquímica e os resultados do modelo cinético proposto para esses eletrocatalisadores. Essa metodologia pode auxiliar no desenvolvimento de novos catalisadores, uma vez que relaciona as informações estruturais e eletrônicas dos eletrocatalisadores com os parâmetros cinéticos e a específica modificação no mecanismo de reação, e assim contribuir para o desenvolvimento das baterias de lítio-ar. (AU)

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)

GALIOTE, NELSON A.; ULISSI, ULDERICO; PASSERINI, STEFANO; HUGUENIN, FRITZ. Role Platinum Nanoparticles Play in the Kinetic Mechanism of Oxygen Reduction Reaction in Nonaqueous Solvents. Journal of Physical Chemistry C, v. 122, n. 28, p. 15826-15834, JUL 19 2018. (11/12668-0, 14/15798-0, 15/16867-9)

GALIOTE, NELSON A.; JEONG, SANGSIK; MORAIS, WILLIAM G.; PASSERINI, STEFANO; HUGUENIN, FRITZ. The Role of Ionic Liquid in Oxygen Reduction Reaction for Lithium-air Batteries. Electrochimica Acta, v. 247, p. 610-616, SEP 1 2017. (11/12668-0, 11/21545-0, 14/15798-0)