Investigação da estabilidade e durabilidade de estruturas eletrocatalíticas de Fe-Nx/C para reação de evolução de hidrogênio em células a combustível de membrana de eletrólito de polímero

• Processo: 22/11694-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 12 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 11 de março de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Edson Antonio Ticianelli
• Beneficiário: Júlia Maria Peixe Santesso
• Supervisor: Sabrina Campagna Zignani
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institute of Advanced Tecnologies for Energy "Nicola Giordano" (ITAE), Itália
• Vinculado à bolsa: 21/01009-8 - Investigação de estruturas eletrocatalitícas de Fe-Nx/c para a reação de evolução de hidrogênio em meios ácidos e básicos, BP.IC
• Assunto(s): Eletroquímica Células de combustível Eletrólitos poliméricos Eletrocatalisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: C | Células a combustível de membrana de eletrólito de polímero | Eletrocatalisadores de Fe-Nx | Reação de evolução hidrogênio | Eletroquímica

Resumo

Catalisadores de metais não-nobres do tipo Fe-Nx/C (átomos de ferro coordenados com átomos de nitrogênio, em uma estrutura empacotada de carbono) e preparados usando como precursor o complexo Fe[(2,4,6-Tris(2 pyridyl)-1,3,5-Triazine)]2 2+, [Fe(TPTZ)2]2+, têm sido frequentemente estudados quanto às suas atividades catalíticas para diversas reações, entre as quais a reação de redução de oxigênio. No entanto, apesar das boas perspectivas, estes catalisadores ainda não têm sido testados quanto a atividade frente a reação de evolução de hidrogênio, uma importante reação envolvida na eletrólise da água. Nestes termos, o presente trabalho compreende a preparação de catalisadores Fe-Nx/C à base de (Fe[TPTZ]2 2+) por vários métodos, que serão então caracterizados após possíveis mudanças na atividade catalítica para reação de evolução de hidrogênio durante e após diferentes testes de experimentos de estabilidade, investigando diferentes tipos de eletrodo de membrana em uma única célula para monitorar a durabilidade do eletrocatalisador. A pesquisa nesta área deve auxiliar no desenvolvimento futuro de reações de evolução de hidrogênio, especialmente quando se utilizam células a combustível de membrana eletrolítica de polímero (PEMFCs). Será realizadas a análises de XPS (Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X), que é considerada uma das técnicas mais avançadas de caracterização de eletrocatalisadores. (AU)