Estudo dos mecanismos de eletro-oxidação de Polióis sobre superfícies controladas de Pt

• Processo: 14/24029-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Vigência (Início): 20 de julho de 2015
• Vigência (Término): 27 de fevereiro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Pablo Sebastián Fernández
• Beneficiário: Pablo Sebastián Fernández
• Pesquisador Anfitrião: Marc Koper
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Universiteit Leiden, Holanda
• Assunto(s): Monocristais Células de combustível Eletrólise Eletrocatálise Eletroquímica Biomassa Energia elétrica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa | células a combustível | Eletrocatálise | eletrólise | Energia Elétrica | Monocristais | Eletroquímica

Resumo

A demanda energética global, junto à necessidade de um aproveitamento eficiente dos recursos naturais, tem estimulado o desenvolvimento de técnicas para um aproveitamento sustentável da biomassa. Assim, polióis como o Glicerol (GlOH), Sorbitol, Arabitol e Xilitol, os quais são derivados da biomassa, tem sido sinalados como precursores estratégicos para a produção de compostos químicos com valor agregado. Neste contexto, as aplicações eletroquímicas surgem como possibilidades para a obtenção de energia ou produtos com valor agregado a través da oxidação eletroquímica de estas e outras moléculas similares.O estudo do mecanismo da reação de eletro-oxidação de polióis (REOP) vem sendo explorado por meio de técnicas eletroquímicas e espectroscópicas. No entanto, existe um desconhecimento relativamente grande dos intermediários de reação de quase todas as reações que envolvem moléculas orgânicas pequenas (Etanol, Etilenoglicol, etc.), e um desconhecimento total no caso do GlOH e de polióis de cadeia mais longa.Portanto, fazem-se necessários estudos com o intuito de desenvolver materiais para serem utilizados como ânodos que aliem: 1) Alta eficiência de oxidação dos polióis a CO2 (Cêlulas a combustível) e 2) Oxidação seletiva em baixos potenciais a produtos de valor agregado com obtenção simultânea de H2 ultrapuro (Eletrolisadores). Levando em conta a complexidade de superfícies policristalinas, oferecendo uma ampla quantidade de sítios de adsorção com diferentes energias de ligação, neste trabalho propomos fazer estudos mecanísticos sobre superfícies modelo de Pt (monocristais) com diferente densidade de defeitos. As vias reacionais serão investigadas por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectrometria de Massas Eletroquímica Diferencial (DEMS) e Cromatografia Líquida de Alta Pressão (HPLC), todas as técnicas nomeadas associadas com técnicas eletroquímicas convencionais. Este tipo de medidas experimentais, somadas aos cálculos teóricos utilizando a teoria funcional da densidade (DFT), vão permitir um maior conhecimento da dependência dos mecanismos da REOP com as características dos catalisadores metálicos e da estrutura dos diferentes diastereômeros e enantiômeros que serão investigados. Isto finalmente vai gerar um maior entendimento fundamental da catálise eletroquímica deste tipo de moléculas de grande interesse industrial. Por último, a interação com o grupo do Prof. Koper ajudará à nucleação de um novo grupo de pesquisa em nossa instituição com uma visão multidisciplinar e com uma grande capacidade de estudo de mecanismos de reação eletroquímica.