Eletrocatalisadores Bifuncionais para Reações Envolvidas em Dispositivos de Eletro-conversão de Energia Regenerativos que Operam com H2/O2.

Resumo

O desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos que promovem a eletro-conversão regenerativa entre energia química e energia elétrica é de grande importância para aplicações onde é necessário o suprimento de energia contínua e segura. Isto inclui hospitais, centrais de processamento e armazenamento de dados, veículos elétricos e equipamentos eletrônicos. As baterias metal/ar recarregáveis e as células a combustível regenerativas unificadas (URFC - Unitized Regenerative Fuel Cell) são capazes de oferecer o suprimento de energia elétrica de forma eficiente. Estes dispositivos podem produzir energia complementar, quando necessário, e serem recarregados em períodos em que há pouca utilização de energia elétrica (dispositivo recarregável). Nas URFCs, o hidrogênio molecular produzido durante o ciclo de carga é armazenado e direcionado de volta para o dispositivo quando este é operado em modo de célula a combustível. Os eletrocatalisadores devem ser, portanto, bifuncionais, ou seja, serem ativos para a eletrocatálise das reações de oxidação de hidrogênio, redução de oxigênio e desprendimento de hidrogênio e oxigênio. O desenvolvimento de materiais bifuncionais e estáveis é, no entanto, o grande desafio para as URFCs. Eletrocatalisadores a base de platina são ativos para quatro das reações mencionadas, mas é escasso e, assim, possui custo elevado. Diferentemente do eletrólito ácido, o meio alcalino permite o uso de metais não nobres e, assim, viáveis para o uso em larga escala. Portanto, é de extrema necessidade o desenvolvimento de eletrocatalisadores que sejam ativos e estáveis, mas sem platina. Portanto, neste projeto de pesquisa, tem-se como objetivo a síntese e a investigação da atividade eletrocatalítica de eletrocatalisadores bifuncionais, constituídos de metais não nobres, para as reações de desprendimento/oxidação de H2 e de desprendimento/redução de O2, em eletrólito alcalino e ácido, para o uso em baterias metal/ar recarregáveis e em células a combustível regenerativas unificadas.