Foto-eletrocatálise de oxidação de ácido fórmico para a produção de hidrogênio

• Processo: 18/21383-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fabio Henrique Barros de Lima
• Beneficiário: Felipe Talarico Milana
• 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 Eletrocatálise Hidrogênio Eletrocatalisadores Produção de hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrooxidação de ácido fórmico | Foto- eletrocatálise | Produção de hidrogênio | Eletroquímica

Resumo

Células foto-eletrolíticas são alternativas importantes para produzir hidrogênio (H2), já que podem operar com combustíveis renováveis e com energia solar. A produção de H2 é relevante, pois este pode ser empregado como combustível em células a combustível do tipo PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell). Em reformados foto-eletroquímicos, o combustível é foto-eletrooxidado no ânodo e prótons (para eletrólitos ácidos) são eletro-reduzidos no cátodo. O ácido fórmico, que pode ser produzido por meio da eletro-redução do dióxido de carbono, é considerado um "armazenador de hidrogênio" e, assim, pode ser utilizado com combustível nos reformadores. A eletro-oxidação puramente eletroquímica apresenta maior atividade e estabilidade em materiais à base de paládio. A foto-eletrooxidação pode ser realizada em óxidos metálicos semi-condutores de metais abundantes, sendo o trióxido de tungstênio, WO3, o que tem mostrado os mais altos desempenhos. No entanto, não há muitos estudos sobre o efeito da modificação do absorvedor com um eletrocatalisador. Assim, neste projeto, serão sintetizados e investigadas as atividades de eletrocatalisadores à base de nanopartículas de PdPt e de foto-eletrocatalisadores formados por nanoestruturas de WO3 modificadas por PdPt para a eletrooxidação e foto-eletrooxidação de ácido fórmico em eletrólito ácido. Serão estudadas as atividades eletrocatalíticas e foto-eletrocatalíticas em diferentes razões atômicas PdPt e com diferentes cargas deste eletrocatalisador em WO3, e comparadas com as atividades individuais. Além disso, serão testados os parâmetros ou características que governam a estabilidade em longos tempos de operação.