Eletrodos serigrafados modificados com nanopartículas de AuBi para oxidação direta de álcoois e glicose em células a combustível diretas alcalinas

• Processo: 22/13157-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 06 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 05 de agosto de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Bruno Campos Janegitz
• Beneficiário: Luiz Otávio Orzari
• Supervisor: Wolfgang Schuhmann
• Instituição Sede: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ruhr-Universität Bochum (RUB), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 19/23342-0 - Desenvolvimento de novas arquiteturas de imunossensores para a detecção de biomarcadores das Doenças de Huntington e Parkinson, BP.DD
• Assunto(s): Química de superfície Eletroquímica Eletrocatálise Nanopartículas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alkaline Fuel Cell | Au and Bi nanoparticles | Electrocatalysts | electrochemistry | Material libraries | Scanning droplet cell microscopy | Eletroquímica, Eletrocatálise, Química de superfícies

Resumo

Constante esforço científico é aplicado no desenvolvimento de alternativas inovadoras de obtenção de energia, devido aos graves danos já causados ao planeta. As células a combustível podem converter energia química diretamente em eletricidade e essa tecnologia está entre as mais eficientes nesse contexto, além de ser uma que aceita o uso de materiais ecologicamente corretos. Como o etanol e a glicose apresentam ligações de alta energia, principalmente na forma de C-C, é interessante produzir catalisadores capazes de clivar essas moléculas em reações eletroquímicas controladas, por tempo prolongado, sem perder eficiência. Este projeto visa desenvolver tais materiais para um sistema de eletrodos miniaturizados serigrafados, por eletrodeposição de Au e Bi sobre uma superfície de tinta de carbono. Sendo um metal altamente estável, o Au é frequentemente desconsiderado como um catalisador eficiente para células a combustível alcalinas, mas trabalhos recentes demonstraram que parâmetros específicos, como uma alta pureza dos planos de Au(111) e o pH do eletrólito, podem tornar os catalisadores à base de Au extremamente eficiente para a oxidação de álcoois e açúcares. Espera-se que ao substituir parte do teor de Au por Bi, em proporção ótima, o dispositivo possa ter maior custo-benefício, devido ao preço relativamente menor dos precursores de Bi e seus diferentes efeitos de potencialização de mecanismos catalisadores, como diminuição da energia de adsorção de OH, resposta eletrônica sinérgica e baixo envenenamento por CO. Neste contexto, a microscopia de varredura de célula de gotícula (do inglês, scanning droplet cell microscopy) pode ser empregada para determinar a composição ideal nesses dispositivos, visando um melhor desempenho em aplicações de células a combustível mais próximas do real para ambos os combustíveis. (AU)