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Estudo da eletrooxidação de BH4- em catalisadores formados a base de Au e Pt em eletrólito alcalino

Processo: 09/18332-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de março de 2010
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2010
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Fabio Henrique Barros de Lima
Beneficiário:Aniélli Martini Pasqualeti
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Nanopartículas   Eletrocatálise   Eletroquímica

Resumo

As células a combustível de boroidreto direto (DBFC - Direct borohydride fuel cells) são dispositivos de conversão eletroquímica de alta densidade de potência. A reação de oxidação total do boroidreto, BH4-, que ocorre no ânodo, envolve 8 elétrons por íon. Entretanto, esta reação possui um mecanismo complexo. Em eletrocatalisadores formados por ouro ou platina, a oxidação total do boroidreto BH4- compete com vias paralelas de reação, com menor número de elétrons trocados por cada ânion BH4-, ou por hidrólise das espécies BH4-, gerando H2. Portanto, faz-se necessário um avanço no entendimento do mecanismo da reação de oxidação de boroidreto e o desenvolvimento de eletrocatalisadores que promovam a eletrooxidação direta do BH4-, envolvendo 8 elétrons por íon.Neste trabalho, será estudada a atividade eletrocatalítica para a reação de oxidação de boroidreto em eletrocatalisadores compostos por Au e Pt, policristalinos, "bulk" e nanoestruturados. Será investigada a influência da combinação entre átomos de Au e Pt na nanopartícula bimetálica, em diferentes razões atômicas, sobre a reação e, finalmente, será investigado a dependência da atividade eletrocatalítica com a modificação da estrutura eletrônica do Au e da Pt, por meio da formação de nanopartículas bimetálicas de Au-Ag e Pt-Pd. As atividades eletrocatalíticas serão estudas por curvas de polarização em estado estacionário em eletrodos rotatórios. A hidrólise, com a consecutiva formação de H2, será monitorada em função do potencial do eletrodo por meio de medidas de espectrometria de massas eletroquímica diferencial on-line. A meta final é avançar na elucidação do mecanismo de oxidação e na correlação entre a cinética da oxidação de BH4- e a reação de hidrólise, com as características eletrônicas e estruturais dos eletrocatalisadores.