Desenho e síntese de electrocatalisador multifuncional sem metais em fios de fibra de carbono para redução de oxigênio e reações de desprendimento de oxigênio e hidrogênio

• Processo: 17/00433-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2021
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Hamilton Brandão Varela de Albuquerque
• Beneficiário: Mohmmad Khalid
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/22183-6 - Electrocatálise VI: aspectos fundamentais e aplicados em problemas emergentes e clássicos em conversão eletroquímica de energia, AP.TEM
• Assunto(s): Eletroquímica Grafenos Hidrogênio Oxigênio Oxirredução Eletrocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Electrocatalyst | Electrocoating | graphene | Hydrogen evolution reaction | Oxygen evolution reaction | Oxygen Reduction Reaction | Electrochemistry

Resumo

A eletrocatálise é o coração da conversão de energia eletroquímica, a fim de otimizar a taxa, a seletividade, a energia e a estabilidade de certas reações eletroquímicas - tais como redução de oxigênio (ORR), desprendimento de oxigênio (OER) e hidrogênio (HER), bons catalisadores precisam ser desenvolvidos e otimizados. Foram utilizados metais preciosos nobres (por exemplo, Pt, Ru, Ir e Pd) suportados em nanomateriais de carbono (por exemplo, grafeno, nanotubos de carbono e negro de fumo) para facilitar o ORR, OER e HER, resultando em atividades catalíticas elevadas. No entanto, estes catalisadores baseados em metal nobre sofrem de elevado custo, escassez, fraca estabilidade e efeitos ambientais prejudiciais. Portanto, para alcançar desenvolvimento em grande escala a baixo custo sem desvantagens, é essencial desenvolver materiais catalíticos alternativos. Para resolver esta questão, propõe-se a concepção de uma nova estrutura catalítica composta de heteroátomos dopado-grafeno ancorado em fios de fibra de carbono por meio de técnica electroquímica simples, em vez de caro CVD e métodos de pirólise. Esta estrutura única do material será livre de aglutinante e tirará partido dos abundantes sítios ativos da rede de grafeno dopado e o suporte dos fios de fibra de carbono terá a oportunidade de reduzir o excesso de potencial das reações aumentando a condutividade interfacial entre os fios e grafeno. Fundamentalmente, este trabalho visa ampliar a compreensão atual de vários parâmetros essenciais, tais como a quantidade de deposição de grafeno dopado sobre fios de fibra de carbono, dinâmica de transferência de elétrons, morfologia, cristalinidade, área de superfície, bem como defeitos, que afetam o desempenho de um electrocatalisador. Tais parâmetros são críticos na optimização da atividade catalítica do produto. (AU)

Publicações científicas

(10)

(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)

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