Busca avançada
Ano de início
Entree

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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2017
Vigência (Término): 30 de abril de 2020
Área do 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:13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica, AP.TEM
Assunto(s):Eletroquímica   Grafenos   Hidrogênio   Oxigênio   Oxirredução   Eletrocatálise

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 (6)
(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)
STEMPIEN, Z.; KHALID, M.; KOZICKI, M.; KOZANECKI, M.; VARELA, H.; FILIPCZAK, P.; PAWLAK, R.; KORZENIEWSKA, E.; SASIADEK, E. In-situ deposition of reduced graphene oxide layers on textile surfaces by the reactive inkjet printing technique and their use in supercapacitor applications. Synthetic Metals, v. 256, OCT 2019. Citações Web of Science: 1.
KHALID, MOHD; HASSAN, AYAZ; HONORATO, ANA M. B.; CRESPILHO, FRANK N.; VARELA, HAMILTON. 8-Hydroxyquinoline-5-sulfonic acid on reduced graphene oxide layers as a metal-free electrode material for supercapacitor applications. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 847, AUG 15 2019. Citações Web of Science: 0.
KHALID, MOHD.; HASSAN, AYAZ; HONORATO, ANA M. B.; CRESPILHO, FRANK N.; VARELA, HAMILTON. Nano-flocks of a bimetallic organic framework for efficient hydrogen evolution electrocatalysis. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 54, n. 78, p. 11048-11051, OCT 7 2018. Citações Web of Science: 4.
KHALID, MOHD; HONORATO, ANA M. B.; TICIANELLI, EDSON A.; VARELA, HAMILTON. Uniformly self-decorated Co3O4 nanoparticles on N, S co-doped carbon layers derived from a camphor sulfonic acid and metal-organic framework hybrid as an oxygen evolution electrocatalyst. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 6, n. 25, p. 12106-12114, JUL 7 2018. Citações Web of Science: 9.
KHALID, MOHD.; HONORATO, ANA M. B.; VARELA, HAMILTON; DAI, LIMING. Multifunctional electrocatalysts derived from conducting polymer and metal organic framework complexes. NANO ENERGY, v. 45, p. 127-135, MAR 2018. Citações Web of Science: 44.

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas escrevendo para: cdi@fapesp.br.