Influência dos subprodutos da desidrogenação do etanol na eletrocatálise da reação de oxidação de hidrogênio em eletrólito ácido e alcalino

• Processo: 15/09210-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2015
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Edson Antonio Ticianelli
• Beneficiário: Ana Laura Gonçalves Biancolli
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/13277-9 - Membranas aniônicas produzidas por enxertia via irradiação para o uso em células a combustível alcalinas, BE.EP.DD
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrocatálise Eletrólitos Desidrogenação Oxidação Catalisadores Etanol Hidrogênio Células de combustível
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Desidrogenação do etanol | impurezas na AFC | impurezas na PEMFC | Reação de Oxidação de Hidrogênio | Eletroquímica

Resumo

Maneiras de se produzir hidrogênio limpo e combustíveis alternativos para uso em células a combustível têm sido um dos grandes desafios para aqueles que procuram por fontes de energia limpa e renovável. Recentemente, foi desenvolvido em nosso laboratório um sistema em que o etanol é desidrogenado em um reator acoplado à uma célula a combustível (PEMFC) e o hidrogênio resultante dessa reação é utilizado como combustível. A eficiência da célula foi de 70% em relação a uma célula alimentada com hidrogênio puro. O motivo dessa perda de eficiência ainda não é bem compreendido, sendo este o foco do estudo proposto neste trabalho. Pesquisas sobre a contaminação de células PEM por várias impurezas, como por exemplo, CO, metanol, ácido fórmico, etc., já foram feitas, mas, até o momento, nada foi encontrado sobre a influência dos subprodutos da reação de desidrogenação do etanol nesse tipo de célula, ou seja, etanol não reagido, acetaldeído, acetato de etila, crotonaldeído, acetona, butanol e butanona. Além disso, devido à ausência de CO2, o hidrogênio produzido tem grande potencial para ser utilizado em células alcalinas (AFC) e, portanto, estudos da influência desses contaminantes sobre o desempenho do ânodo nesse tipo de célula também são altamente relevantes. Diante disso, propõe-se aqui uma nova vertente de pesquisa, onde o hidrogênio será contaminado pelos produtos em questão e as influências destes sobre os desempenhos das PEMFC e AFC serão estudadas; propõe-se, ainda, que esses estudos sejam feitos sobre os seguintes catalisadores anódicos: Pt/C, Pt-Pd/C, Pt-Sn/C e Pt-W/C. A meta principal é entender como as impurezas afetam o desempenho da célula e, após isso, buscar catalisadores e/ou sistemas para minimizar os seus efeitos. (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)

GONCALVES BIANCOLLI, ANA LAURA; HERRANZ, DANIEL; WANG, LIANQIN; STEHLIKOVA, GABRIELA; BANCE-SOUALHI, RACHIDA; PONCE-GONZALEZ, JULIA; OCON, PILAR; TICIANELLI, EDSON A.; WHELLIGAN, DANIEL K.; VARCOE, JOHN R.; et al. ETFE-based anion-exchange membrane ionomer powders for alkaline membrane fuel cells: a first performance comparison of head-group chemistry. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 6, n. 47, p. 24330-24341, DEC 21 2018. (14/09087-4, 15/09210-3, 15/23621-6, 14/50279-4, 16/13277-9)

BIANCOLLI, ANA LAURA G.; LOPES, THIAGO; PAGANIN, VALDECIR A.; TICIANELLI, EDSON A.. PEM fuel cells fed by hydrogen from ethanol dehydrogenation reaction: Unveiling the poisoning mechanisms of the by-products. Electrochimica Acta, v. 355, SEP 20 2020. (16/13277-9, 14/22130-6, 15/09210-3, 13/16930-7, 17/15304-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

BIANCOLLI, Ana Laura Gonçalves. Influência dos contaminadores do hidrogênio produzido pela desidrogenação do etanol no desempenho de células a combustível de membranas protônicas e aniônicas. 2019. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.