Exsolução de nanoparticulas de platina desde oxidos de perovskita: conversão sustentável de glicerol e produção de hidrogênio verde

Resumo

O aumento da demanda energética nas últimas décadas nos obriga a buscar formas mais sustentáveis de produção de energia. Nesse contexto, o hidrogênio verde é um vetor energético chave para o sucesso da transição energética. A produção de hidrogênio verde de maneira econômica ainda apresenta desafios, sendo um dos mais importantes acelerar a eletro-oxidação da água. Apesar de enormes esforços nas últimas décadas, essa reação continua sendo um gargalo para todo o processo.Assim, uma abordagem interessante para superar esse problema é substituir a eletro-oxidação da água pela eletro-oxidação de moléculas orgânicas, onde a oxidação do orgânico ocorre muito mais rápido em vários catalisadores. É uma opção ainda mais interessante se o orgânico for um recurso derivado de biomassa que pode produzir produtos de valor agregado por meio da oxidação, por exemplo, glicerol.É bem conhecido que álcoois e polióis são oxidados em materiais à base de Pt em meio alcalino em potenciais muito menores do que a água em catalisadores à base de Ir. No entanto, como o Pt é um elemento caro, os catalisadores baseados neste material devem ser estáveis e conter a menor quantidade possível de Pt. Portanto, a exsolução de nanopartículas (NPs) de óxidos de perovskita (PO) surgiu como uma estratégia promissora para sintetizar NPs de metal estáveis com propriedades eletrônicas e catalíticas ajustáveis e minimizar o uso de metais nobres.Neste trabalho, estudaremos a exsolução eletroquímica de NPs de Pt a partir de PO usando várias técnicas ex situ e in situ. Posteriormente, investigaremos a atividade e seletividade dos materiais para a eletro-oxidação do glicerol em células eletroquímicas convencionais de três eletrodos. Finalmente, os catalisadores mais promissores em termos de atividade e seletividade serão usados em um eletrólito de membrana de troca aniônica (AEM). Começaremos otimizando o processo de exsolução no dispositivo. Posteriormente, usaremos o dispositivo para produzir hidrogênio verde e produtos de oxidação de glicerol. (AU)