Óxidos de manganês como catalisadores estáveis para oxidação da água e metanol para produção de hidrogênio

• Processo: 24/08046-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fabio Henrique Barros de Lima
• Beneficiário: Cássio Luis Pires Lucato
• Supervisor: Olaf Brummel
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 21/00908-9 - Atividade e estabilidade de eletrocatalizadores de óxido de manganês estabilizados por ligantes orgânicos para a oxidação da água, BP.DD
• Assunto(s): Manganês Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Earth abundant metal | Electrooxidation reaction mechanism | Green hydrogen | in situ IR spectroscopy | manganese | Small molecules oxdation | Eletroquímica

Resumo

Catalisadores baseados em manganês emergiram como catalisadores promissores para reações de eletroxidação, como da água e de moléculas orgânicas para produção de hidrogênio verde. Devido as suas propriedades redox, principalmente em elevados estados de oxidação (Mn (IV) ou Mn(VII)), exibem excelente atividade catalítica para oxidação. Além disso, óxidos de manganês apresentam uma estabilidade particular em eletrólitos ácidos. Contudo, sua estabilidade é limitada a uma janela de potencial, o que impede sua aplicação em dispositivos práticos. Antimonatos de manganês apresentaram estabilidade otimizada, que permite atingir densidades de corrente maiores para oxidação eletroquímica da água e moléculas orgânicas como metanol ou ácido fórmico. Contudo, um entendimento fundamental desses mecanismos de eletroxidação ainda é desconhecido, algo crucial para o desenvolvimento de eletrolisadores mais eficientes, sustentáveis e com custo competitivo. Portanto, o objetivo desse projeto é estudar o mecanismo ou via reacional da eletrooxidação do metanol e ácido fórmico catalisado por óxido de manganês puro e antimonato de manganês em eletrólito ácido utilizando espectroscopia infravermelho in situ.