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Desenvolvimento de nanoeletrocatalisadores de paládio e nióbio para células a combustível de etanol direto alcalinas

Processo: 17/22976-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de março de 2018
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Mauro Coelho dos Santos
Beneficiário:Felipe de Moura Souza
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Paládio   Nióbio   Células de combustível   Etanol   Eletrocatálise

Resumo

Células a combustível de etanol direto (DEFC) são dispositivos eletroquímicos com capacidade de transformar energia química em energia elétrica útil com alta eficiência e mínima emissão de poluentes. Este projeto tem como objetivo: sintetizar, caracterizar, avaliar e aplicar eletrocatalisadores binários de paládio com nióbio, na forma de nanoesferas, nanocubos e nanocages para Reações de Oxidação de Etanol (ROE) em meio alcalino, e consequentemente, em células a combustível. Os eletrocatalisadores serão sintetizados pela classe de métodos químicos redutores (Botton up) variando a composição química e morfologia dos metais, utilizando suportes como carbono vulcan XC72, grafeno e nanotubos de carbono de múltiplas paredes para as nanopartículas, pois estes parâmetros influenciam diretamente na atividade eletrocatalítica dos materiais. Os eletrocatalisadores serão caracterizados fisicamente por difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, microscopia eletrônica transmissão, potencial zeta e por técnicas eletroquímicas. O nióbio será usado como metal auxiliar para a catálise do paládio e o seu uso na tecnologia de DEFC é extremamente relevante, pois o Brasil possui 95% de toda reserva mundial de nióbio. Espera-se assim o desenvolvimento de eletrocatalisadores binários para DEFC que possam ter alta densidade de potência na ROE, com redução do custo de fabricação, estabilidade e durabilidade para longas durações de funcionamento. Além disso, aplicáveis à geração de energia elétrica para pequenos dispositivos eletrônicos, como carregadores eletrônicos. (AU)

Matéria(s) publicada(s) no Pesquisa para Inovação FAPESP sobre a bolsa:
Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível 
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Publicações científicas (16)
(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)
PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; SOUSA JOCA, JHONNY FRANK; SOTANA DE SOUZA, RAFAEL AUGUSTO; GENTIL, TUANI C.; LANZA, MARCOS R. V.; MOISES DE OLIVEIRA, HUEDER PAULO; PEREIRA NETO, ANA MARIA; GAUBEUR, IVANISE; SANTOS, MAURO C.. Removal of Orange II (OII) dye by simulated solar photoelectro-Fenton and stability of WO2.72/Vulcan XC72 gas diffusion electrode. Chemosphere, v. 239, . (16/00819-8, 14/50945-4, 17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)
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KOMATSU, JENNY S.; SOUZA, FELIPE M.; PINHEIRO, VICTOR S.; BOHNSTEDT, PAULA; DE PAPE, POL W. G.; MANDELLI, DALMO; SANTOS, MAURO C.; CARVALHO, WAGNER A.. Cotton fabric derived alpha Fe magnetic porous carbon as electrocatalyst for alkaline direct ethanol fuel cell. CATALYSIS TODAY, v. 381, p. 65-75, . (17/26288-1, 17/24931-4, 15/10314-8, 17/10118-0, 18/26307-9, 17/21846-6, 18/01258-5, 17/22976-0)
PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; GENTIL, TUANI C.; NASCIMENTO, ALINE N.; PARREIRA, LUANNA S.; HAMMER, PETER; SAIRRE, MIRELA I.; BATISTA, BRUNO L.; SANTOS, MAURO C.. Electrocatalysts based on low amounts of palladium combined with tin nanoparticles and cerium dioxide nanorods for application as ADEFC anodes. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 46, n. 79, p. 39438-39456, . (17/21846-6, 17/10118-0, 18/18675-8, 20/14100-0, 15/10314-8, 17/26288-1, 17/22976-0)
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NANDENHA, JULIO; RAMOS, CARLOS EDUARDO DOMINGUES; DA SILVA, SIRLANE G.; DE SOUZA, RODRIGO FERNANDO BRAMBILLA; FONTES, ERIC HOSSEIN; OTTONI, CRISTIANE ANGELICA; NETO, ALMIR OLIVEIRA. Borohydride Reduction Method for PdIn/C Electrocatalysts Synthesis towards Glycerol Electrooxidation under Alkaline Condition. Electroanalysis, v. 33, n. 4, . (14/50279-4, 14/09087-4, 17/21846-6, 17/11937-4, 17/22976-0)
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SOUZA, FELIPE M.; PINHEIRO, VICTOR S.; GENTIL, TUANI C.; BATISTA, BRUNO L.; PARREIRA, LUANNA S.; SANTOS, MAURO C.. NaNbO3 microcubes decorated with minimum Pd and maximum performance for Alkaline Direct Ethanol Fuel Cell applications. Journal of Power Sources, v. 493, . (18/18675-8, 17/10118-0, 17/21846-6, 17/22976-0, 15/10314-8)
PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; GENTIL, TUANI C.; NASCIMENTO, ALINE N.; BOHNSTEDT, PAULA; PARREIRA, LUANNA S.; PAZ, EDSON C.; HAMMER, PETER; SAIRRE, I, MIRELA; BATISTA, BRUNO L.; et al. Sn-containing electrocatalysts with a reduced amount of palladium for alkaline direct ethanol fuel cell applications. RENEWABLE ENERGY, v. 158, p. 49-63, . (15/10314-8, 18/26307-9, 17/26288-1, 17/22976-0, 17/21846-6, 17/10118-0)
SOUZA, FELIPE M.; LIMA, THAYS S.; BOHNSTEDT, PAULA; PINHEIRO, VICTOR S.; BATISTA, BRUNO L.; PARREIRA, LUANNA S.; SIMOES, FABIO R.; CODOGNOTO, LUCIA; HAMMER, PETER; SANTOS, MAURO C.. Fast and Inexpensive Synthesis of Multilayer Graphene Used as Pd Support in Alkaline Direct Ethanol Fuel Cell Anode. ELECTROCATALYSIS, v. 12, n. 6, . (17/21846-6, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/24742-7, 20/14100-0, 18/26307-9, 17/26288-1)
AVEIRO, L. R.; DA SILVA, A. G. M.; CANDIDO, E. G.; PAZ, E. C.; PINHEIRO, V. S.; PARREIRA, L. S.; SOUZA, F. M.; ANTONIN, V. S.; CAMARGO, P. H. C.; DOS SANTOS, M. C.. MnO2/Vulcan-Based Gas Diffusion Electrode for Mineralization of Diazo Dye in Simulated Effluent. ELECTROCATALYSIS, v. 11, n. 3, . (16/00819-8, 17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)
PEDRON, TATIANA; SEGURA, FABIANA ROBERTA; PANIZ, FERNANDA POLIO; SOUZ, FELIPE DE MOURA; DOS SANTOS, MAURO COELHO; DE MAGALHAES JUNIOR, ARIANO MARTINS; BATISTA, BRUNO LEMOS. Mitigation of arsenic in rice grains by polishing and washing: Evidencing the benefit and the cost. JOURNAL OF CEREAL SCIENCE, v. 87, p. 52-58, . (16/19924-6, 15/06674-9, 14/05151-0, 17/22976-0, 16/10060-9, 18/06870-0, 17/21846-6)
PINHEIRO, VICTOR S.; PAZ, EDSON C.; AVEIRO, LUCI R.; PARREIRA, LUANNA S.; SOUZA, FELIPE M.; CAMARGO, PEDRO H. C.; SANTOS, MAURO C.. Mineralization of paracetamol using a gas diffusion electrode modified with ceria high aspect ratio nanostructures. Electrochimica Acta, v. 295, p. 39-49, . (15/21366-9, 17/26288-1, 15/10314-8, 17/10118-0, 17/21846-6, 16/00819-8, 17/22976-0)
SOUZA, FELIPE M.; NANDENHA, JULIO; OLIVEIRA, VITOR H. A.; PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; AVEIRO, LUCI R.; PARREIRA, LUANNA S.; SILVA, JULIO C. M.; BATISTA, BRUNO L.; NETO, ALMIR O.; et al. The effect of support on Pd1Nb1 electrocatalysts for ethanol fuel cells. RENEWABLE ENERGY, v. 150, p. 293-306, . (17/26288-1, 15/10314-8, 17/22976-0, 17/10118-0, 17/21846-6)

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