Estudos da oxidação eletroquímica de etanol sobre catalisadores baseados em PtSn modificados por Ru, Rh e Ir: aplicação em célula a combustível direta de etanol

• Processo: 07/02342-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2007
• Vigência (Término): 31 de março de 2008
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Germano Tremiliosi Filho
• Beneficiário: Josimar Ribeiro
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletrocatálise Etanol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catalisador PtSn | célula a combustível | Eletrocatálise | eletrodo nanoparticulado | eletro-oxidação de etanol | Ir como modificadores superficiais | Rh | Ru | Eletroquímica

Resumo

Este projeto de pesquisa propõe preparar, caracterizar e investigar o comportamento eletroquímico de electrocatalisadores do tipo PtSn-M (M = Ru, Rh e Ir) na eletrooxidação do etanol. A investigação desta substância coloca este projeto na área de novas fontes energéticas, o que é estratégico para o país e utiliza um combustível nacional. Nos últimos anos tem-se procurado novos materiais capazes de quebrar eficientemente a ligação C-C de pequenas moléculas orgânicas, então este projeto vem colaborar com o desenvolvimento de catalisadores que melhorem o desempenho da célula a combustível direta de etanol. É conhecido que o mecanismo de oxidação do etanol sobre metais nobres (Pt, Ru, Os) pode ocorrer por diferentes rotas paralelas, as quais podem levar à oxidação total (formação de CO2) ou parcial (formação de acetaldeído e ácido acético) do etanol. A formação de CO2, CH3CHO e CH3COOH tem sido confirmada por medidas espectroeletroquímicas e cromatográficas. No estágio atual acredita-se que a etapa de adsorção do etanol/produtos nos sítios ativos do eletrodo de trabalho é fundamental para favorecer a quebra da ligação C-C. Neste contexto, o estudo utilizando substâncias com átomos marcados pode fornecer informações relevantes para um melhor entendimento do mecanismo de oxidação do etanol. Propõe-se, portanto, para o tema de Pós-doutorado, o estudo do sistema PtSn modificado por Rutênio, Ródio e Irídio na eletrooxidação de etanol com átomos marcados. Assim, serão empregados tanto sistemas binários e ternários do tipo PtSn-M (M = Ru, Rh e Ir), preparados pelo método Pechini-Adams. Além das técnicas clássicas descritas no corpo do projeto, deve-se destacar que se pretende caracterizar estes materiais através de estudos mais abrangentes tais como: estudos de espectroscopia de reflectância de infravermelho (FTIR) para verificar a presença de espécies orgânicas formadas sobre a superfície do material e, também, serão realizados estudos com substâncias com átomos marcados para melhor compreender o mecanismo de oxidação das moléculas sobre os catalisadores. Finalmente, testes dos melhores catalisadores desenvolvidos serão realizados em células a combustível unitárias empregando-se eletrodos dispersos. (AU)

Publicações científicas

(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)

RIBEIRO, J.; PURGATO, F. L. S.; KOKOH, K. B.; LEGER, J. -M.; DE ANDRADEA, A. R.. Application of Ti/RuO2-Ta2O5 electrodes in the electrooxidation of ethanol and derivants: Reactivity versus electrocatalytic efficiency. Electrochimica Acta, v. 53, n. 27, p. 7845-7851, NOV 15 2008. (02/06465-0, 07/02342-5)