Desenvolvimento de eletrocatalisadores nanoestruturados para a reação de eletro-redução de oxigênio: estudo da atividade e estabilidade

• Processo: 14/23486-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2015
• Data de Término da vigência: 12 de julho de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Edson Antonio Ticianelli
• Beneficiário: Ana Maria Gómez Marín
• 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): Eletrocatálise Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: célula a combustível | Eletrocatálise | Pemfc | Reação de Redução de Oxigênio | Eletroquímica

Resumo

Este projeto tem como objetivos o desenvolvimento de eletrocatalisadores formados por Pt em compósitos nanoestruturados e por suportes de carbetos metálicos para a reação de redução de oxigênio (RRO) em meio ácido, e avaliar a atividade eletroquímicae a estabilidade dos mesmos através de testes de degradação acelerada. Os estudos serão realizados em eletrólito líquido, em eletrodos anel/disco rotatórios, com o disco contendo revestimento superficial poroso do compósito catalítico; eletrodos de difusão gás formados com estes materiais e alojados em células unitárias H2/O2 do tipo PEMFC (do inglês proton exchange membrane fuel cell) e em ambiente eletroquímico seco usando uma membrana de Nafion® como eletrólito polimérico. Os objetivos específicos do projeto são: (1) preparar materiais nanoestruturados compostos de platina em compósitos com outros metais de transição; (2) sintetizar carbetos de metais de transição a serem usados como suportes destes eletrocatalisadores; (3) caracterizar os materiais formados usando várias técnicas, tais como, a difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de absorção de raios-X, voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica; (4) avaliar as atividades eletrocatalíticas para a RRO; e (5) determinar a estabilidade eletroquímica e a durabilidade destes materiais, após serem submetidos aos procedimentos de envelhecimento acelerado. Ênfase será dada à analise destas estruturas, utilizando a técnica de ILTEM (do inglês, identical location transmission electron microscopy), a fim de verificar os efeitos do envelhecimento sobre a camada de catalisador.

Publicações científicas

(9)

(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)

GOMEZ-MARIN, ANA M.; BOTT-NETO, JOSE LUIZ; SOUZA, JR., JOAO B.; SILVA, TIAGO L.; BECK, JR., WATSON; VARANDA, LAUDEMIR C.; TICIANELLI, EDSON A.. Electrocatalytic Activity of Different Phases of Molybdenum Carbide/Carbon and Platinum-Molybdenum Carbide/Carbon Composites toward the Oxygen Reduction Reaction. CHEMELECTROCHEM, v. 3, n. 10, SI, p. 1570-1579, OCT 2016. (14/23486-9, 13/16930-7)

GOMEZ-MARIN, ANA M.; TICIANELLI, EDSON A.. A reviewed vision of the oxygen reduction reaction mechanism on Pt-based catalysts. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 9, p. 129-136, JUN 2018. (14/23486-9, 13/16930-7)

GOMEZ-MARIN, ANA M.; FELIU, JUAN M.. Oxygen reduction at platinum electrodes: The interplay between surface and surroundings properties. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 9, p. 166-172, JUN 2018. (14/23486-9, 13/16930-7)

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KOVERGA, ANDREY A.; GOMEZ-MARIN, ANA MARIA; DORKIS, LUDOVIC; FLOREZ, ELIZABETH; TICIANELLI, EDSON A.. Role of Transition Metals on TM/Mo2C Composites: Hydrogen Evolution Activity in Mildly Acidic and Alkaline Media. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 12, n. 24, p. 27150-27165, JUN 17 2020. (13/16930-7, 14/23486-9)

GOMEZ-MARIN, ANA; FELIU, JUAN; EDSON, TICIANELLI. Reaction Mechanism for Oxygen Reduction on Platinum: Existence of a Fast Initial Chemical Step and a Soluble Species Different from H2O2. ACS CATALYSIS, v. 8, n. 9, p. 7931-7943, SEP 2018. (14/23486-9, 13/16930-7)

GOMEZ-MARIN, ANA M.; FELIU, JUAN M.; TICIANELLI, EDSON. Oxygen Reduction on Platinum Surfaces in Acid Media: Experimental Evidence of a CECE/DISP Initial Reaction Path. ACS CATALYSIS, v. 9, n. 3, p. 2238-2251, MAR 2019. (13/16930-7, 14/23486-9)

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GOMEZ-MARIN, ANA M.; BOTT-NETO, JOSE LUIZ; SOUZA, JOAO B., JR.; SILVA, TIAGO L.; BECK, WATSON, JR.; VARANDA, LAUDEMIR C.; TICIANELLI, EDSON A.. Electrocatalytic Activity of Different Phases of Molybdenum Carbide/Carbon and Platinum-Molybdenum Carbide/Carbon Composites toward the Oxygen Reduction Reaction. CHEMELECTROCHEM, v. 3, n. 10, p. 10-pg., 2016-10-01. (14/23486-9, 13/16930-7)