Estabilidade de eletrocatalisadores frente à eletro-oxidação de moléculas orgânicas

• Processo: 17/17644-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 15 de outubro de 2017
• Vigência (Término): 14 de outubro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Hamilton Brandão Varela de Albuquerque
• Beneficiário: Jéssica Alves Nogueira
• Supervisor: Nenad M Markovic
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Argonne National Laboratory (ANL), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/09295-9 - Comportamento dinâmico em células a combustível de baixa temperatura baseadas na oxidação de moléculas orgânicas pequenas, BP.DR
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: electrocatalysis | electro-oxidation of organic molecules | metal dissolution | Eletroquímica

Resumo

O desenvolvimento de dispositivos de conversão de energia eficientes e confiáveis depende da obtenção de catalisadores mais ativos e altamente estáveis. Atualmente, o conhecimento sobre os fatores que afetam a atividade catalítica está mais avançado do que nossa compreensão sobre a estabilidade dos átomos superficiais, sendo, portanto, fundamental estabelecer relações funcionais entre atividade/estabilidade a fim de se sintetizar novos materiais com propriedades personalizadas. O desenvolvimento recente de ferramentas in situ que combinam eletroquímica de superfície a um espectrômetro de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS, Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) abriu a possibilidade de se estabelecer relações entre estrutura/estabilidade em superfícies monocristalinas de Pt, demonstrando que a dissolução do metal é dependente da coordenação dos átomos superficiais, da composição da dupla camada elétrica e do eletrólito, e do tipo de reação eletroquímica. Entretanto, há poucos estudos sobre como a eletrocatálise da oxidação de moléculas orgânicas pequenas impacta a estabilidade do eletrodo. O grupo do Dr. Nenad Markovic, do Argonne National Laboratory, tem se dedicado a compreender como estrutura e atividade se relacionam em muitas reações eletrocatalíticas, avançando recentemente no estabelecimento de relações estrutura/estabilidade. Visando investigar a dissolução de metais dos eletrodos durante a oxidação de moléculas orgânicas, propõe-se avaliar: i) o efeito da composição eletrolítica (H2SO4 e HClO4); ii) combinado com o tipo de superfície, isto é, Pt(hkl), e à natureza do metal (Au, Pt, Ir e Ru) para uma orientação fixa; iii) com o tipo de molécula a ser oxidada (CO, HCOOH, CH3OH e CH3OCH3); e, finalmente, iv) como condições estacionárias ou oscilatórias podem contribuir para as tendências entre atividade/estabilidade.

Publicações científicas

(5)

(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)

TRIPKOVIC, D. V.; POPOVIC, K. DJ.; JOVANOVIC, V. M.; NOGUEIRA, J. A.; VARELA, H.; LOPES, P. P.; STRMCNIK, D.; STAMENKOVIC, V. R.; MARKOVIC, N. M.. Tuning of catalytic properties for electrooxidation of small organic molecules on Pt-based thin films via controlled thermal treatment. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 371, p. 96-105, MAR 2019. (15/09295-9, 13/16930-7, 17/17644-9)

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