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Nanoestruturas para a geração de energia a partir de biocombustível

Processo: 10/16511-6
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de maio de 2011
Data de Término da vigência: 30 de abril de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Mauro Coelho dos Santos
Beneficiário:Mauro Coelho dos Santos
Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Fernando Carmona Simões ; Marcelo Luiz Calegaro ; Marcelo Marques Tusi ; Melina D'Villa Silva
Assunto(s):Materiais nanoestruturados  Células de combustível  Biocombustíveis  Eletrocatálise  Oxidação 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Células a Combustível de Etanol Direto | Eletrocatálise | Geração de Energia | nanoestruturas | Oxidação de Bio-Combustível | Redução de Oxigênio | Materiais Nanoestruturados

Resumo

Este projeto tem por finalidade o desenvolvimento e a aplicação de nanoestruturas do tipo ligas binárias e ternárias, co-depósitos, núcleos-cascas, nanopartículas com morfologias poligonais definidas e nanotubos e nanofitas de carbono para a aplicação em importantes processos tecnológicos: eletrocatálise da reação de oxidação de etanol e eletrocatálise da reação de redução de oxigênio (RRO) para a geração de energia em células a combustível de etanol direto que apresentam baixo impacto ambiental. Com relação às nanoestruturas a proposta é a formação de diferentes nanoestruturas suportadas em carbono XC72, nanotubos e nanofitas de carbono: i) co-depósitos formados por óxidos de Nb, Ce, Ir, W e Sn, entre outros, com nanopartículas de Pt, Ru ,Rh; ii) ligas binárias e ligas ternárias PtSnM1 (sendo M1 metais nobres ou não), iii) core-shell (núcleo-casca) tendo como núcleos Sn, Co, Cu, Fe, Ni entre outros e como casca Pt, Au e Pd e iv) nanoparticulas de metais nobres e não nobres com morfologias poligonais definidas como núcleos e metais nobres como cascas. Estes materiais serão preparados pelas rotas de: método dos precursores poliméricos, redução química e poliol. Posteriormente, serão caracterizados por diferentes técnicas físicas como microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia fotoeletrônica de raios -X, difração de raios-X e energia dispersiva de raios-X. As reações de oxidação de etanol serão estudadas por voltametria cíclica, cronoamperometria, curvas de polarização, células a combustível de etanol direto e espectroscopia de infravermelho in-situ. A cinética da RRO será avaliada por curvas de polarização no estado estacionário com o eletrodo de disco-anel rotatório e a distribuição dos sítios ativos nos substratos para esta reação será avaliada por microscopia eletroquímica de varredura. Esperam-se obter novos materiais com propriedades otimizadas para a utilização como cátodos e ânodos em células a combustível de etanol direto para a geração de energia. A utilização de estruturas core-shell sozinha ou em conjunto com estruturas poligonais definidas tem a intenção de diminuir a quantidade de Pt nos eletrocatalisadores, o que é um grande desafio na pesquisa atual de células a combustível. (AU)

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Publicações científicas (21)
(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)
DE SOUZA, R. F. B.; PARREIRA, L. S.; SILVA, J. C. M.; SIMOES, F. C.; CALEGARO, M. L.; GIZ, M. J.; CAMARA, G. A.; NETO, A. O.; SANTOS, M. C.. PtSnCe/C electrocatalysts for ethanol oxidation: DEFC and FTIR ``in-situ{''} studies. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 36, n. 18, p. 11519-11527, . (05/59992-6, 08/58788-4, 10/16511-6, 10/07831-7, 09/09145-6, 10/03037-4)
HENRIQUE, R. S.; DE SOUZA, R. F. B.; SILVA, J. C. M.; AYOUB, J. M. S.; PIASENTIN, R. M.; LINARDI, M.; SPINACE, E. V.; SANTOS, M. C.; NETO, A. O.. Preparation of Pt/C-In2O3 center dot SnO2 Electrocatalysts by Borohydride Reduction Process for Ethanol Electro-Oxidation. International Journal of Electrochemical Science, v. 7, n. 3, p. 2036-2046, . (10/16511-6, 11/18246-0, 09/09145-6)
ASSUMPCAO, M. H. M. T.; MORAES, A.; DE SOUZA, R. F. B.; GAUBEUR, I.; OLIVEIRA, R. T. S.; ANTONIN, V. S.; MALPASS, G. R. P.; ROCHA, R. S.; CALEGARO, M. L.; LANZA, M. R. V.; et al. Low content cerium oxide nanoparticles on carbon for hydrogen peroxide electrosynthesis. APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, v. 411, p. 1-6, . (05/59992-6, 10/16511-6, 08/58789-0, 07/04759-0, 09/09145-6, 10/04539-3)
ASSUMPCAO, M. H. M. T.; DE SOUZA, R. F. B.; REIS, R. M.; ROCHA, R. S.; STETER, J. R.; HAMMER, P.; GAUBEUR, I.; CALEGARO, M. L.; LANZA, M. R. V.; SANTOS, M. C.. Low tungsten content of nanostructured material supported on carbon for the degradation of phenol. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 142, p. 479-486, . (05/59992-6, 10/16511-6, 08/58789-0, 07/04759-0, 09/09145-6, 10/04539-3, 12/03516-5, 11/14314-1)
PARREIRA, LUANNA SILVEIRA; MARTINS DA SILVA, JULIO CESAR; D'VILLA -SILVA, MELINA; SIMOES, FERNANDO CARMONA; GARCIA, SAMARA; GAUBEUR, IVANISE; LIUTHEVICIENE CORDEIRO, MARCO AURELIO; LEITE, EDSON ROBERTO; DOS SANTOS, MAURO COELHO. PtSnNi/C nanoparticle electrocatalysts for the ethanol oxidation reaction: Ni stability study. Electrochimica Acta, v. 96, p. 243-252, . (10/16511-6, 09/09145-6, 10/03037-4)
ASSUMPCAO, M. H. M. T.; MORAES, A.; DE SOUZA, R. F. B.; CALEGARO, M. L.; LANZA, M. R. V.; LEITE, E. R.; CORDEIRO, M. A. L.; HAMMER, P.; SANTOS, M. C.. Influence of the preparation method and the support on H2O2 electrogeneration using cerium oxide nanoparticles. Electrochimica Acta, v. 111, p. 339-343, . (05/59992-6, 10/16511-6, 08/58789-0, 07/04759-0, 09/09145-6, 10/04539-3, 12/03516-5, 11/14314-1)
GERALDES, ADRIANA NAPOLEAO; DA SILVA, DIONISIO FURTUNATO; PINO, EDDY SEGURA; MARTINS DA SILVA, JULIO CESAR; BRAMBILLA DE SOUZA, RODRIGO FERNANDO; HAMMER, PETER; SPINACE, ESTEVAM VITORIO; OLIVEIRA NETO, ALMIR; LINARDI, MARCELO; DOS SANTOS, MAURO COELHO. Ethanol electro-oxidation in an alkaline medium using Pd/C, Au/C and PdAu/C electrocatalysts prepared by electron beam irradiation. Electrochimica Acta, v. 111, p. 455-465, . (10/16511-6)
MORAES, A.; ASSUMPCAO, M. H. M. T.; PAPAI, R.; GAUBEUR, I.; ROCHA, R. S.; REIS, R. M.; CALEGARO, M. L.; LANZA, M. R. V.; SANTOS, M. C.. Use of a vanadium nanostructured material for hydrogen peroxide electrogeneration. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 719, p. 127-132, . (05/59992-6, 10/16511-6, 07/04759-0, 09/09145-6, 10/04539-3, 10/10546-2)
ASSUMPCAO, M. H. M. T.; MORAES, A.; DE SOUZA, R. F. B.; REIS, R. M.; ROCHA, R. S.; GAUBEUR, I.; CALEGARO, M. L.; HAMMER, P.; LANZA, M. R. V.; SANTOS, M. C.. Degradation of dipyrone via advanced oxidation processes using a cerium nanostructured electrocatalyst material. APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, v. 462, p. 256-261, . (05/59992-6, 10/16511-6, 08/58789-0, 07/04759-0, 09/09145-6, 10/04539-3, 12/03516-5)
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