Estudo de filmes automontados de PEDOT, grafeno, nanopartículas de platina e Nafion®, visando aplicação em microcélulas combustíveis

Resumo

Este projeto visa ao estudo e fabricação de filmes automontados ultrafinos e nanoestruturados (LbL, do inglês layer-by-layer) contendo PEDOT, nanopartículas de platina, grafeno e Nafion®, em diferentes combinações e arquiteturas moleculares. O objetivo principal é a busca de arquiteturas LbL que influenciem positivamente em parâmetros fundamentais de células combustíveis, como o aumento de condução protônica e diminuição da permeação de metanol em membranas de Nafion®, por exemplo, visando aumento de eficiência e durabilidade. Até o momento os filmes automontados têm sido fracamente explorados em células combustíveis, apesar de resultados recentes indicarem que a deposição de filmes LbL em membranas de Nafion® resulta em uma redução de 40% na permissividade de metanol e um aumento de quase duas vezes na condução protônica de células combustíveis, em relação ao Nafion® puro. Neste sentido, o uso de polímeros condutores é altamente promissor pela disponibilização de sítios de carga que poderão contribuir para o aumento de condutividade protônica, além de maior estabilidade química e mecânica às membranas de troca iônica em ambientes fortemente oxidativos e redutivos. Adicionalmente, pretendemos usar microfluídica e a incorporação de nanopartículas de platina para a redução de tamanho e custos envolvidos, e o uso de nanofolhas de grafeno tem se mostrado uma alternativa promissora na redução de algumas espécies químicas, além do aumento na atividade catalítica de eletrodos em células combustíveis. Nosso interesse é a aplicação dos filmes nanoestruturados no desenvolvimento de uma microcélula combustível, devido ao elevado potencial econômico e crescimento de mercado atrelado a dispositivos portáteis. O projeto será desenvolvido em colaboração com pesquisadores do laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), viabilizando equipamentos e técnicas de litografia que não dispomos na UFSCar Sorocaba. (AU)