Cotton fabric derived alpha Fe magnetic porous carbon as electrocatalyst for alkaline direct ethanol fuel cell

Autor(es)

Komatsu, Jenny S. ^{[1, 2]} ; Souza, Felipe M. ^[3] ; Pinheiro, Victor S. ^[3] ; Bohnstedt, Paula ^[3] ; de Pape, Pol W. G. ^[2] ; Mandelli, Dalmo ^[1] ; Santos, Mauro C. ^[3] ; Carvalho, Wagner A. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Fed Univ ABC, Nat & Human Sci Ctr CCNH, Sustainable Technol Unit NuTS, Ave Estados 5001, BR-09210170 Santo Andre, SP - Brazil

^[2] Rigaku Latin Amer, Ave Dr Arnaldo 1980, BR-01255000 Sao Paulo, SP - Brazil

^[3] Fed Univ ABC, Nat & Human Sci Ctr CCNH, Electrochem & Nanostruct Mat Lab LEMN, Ave Estados 5001, BR-09210170 Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CATALYSIS TODAY; v. 381, p. 65-75, DEC 1 2021.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

Activate carbon (AC) demand has increased worldwide, with application in adsorption, heterogeneous catalysis, and most recently as electrocatalyst support. However, while AC production from agro-industrial waste are widely researched, textile waste is neglected as raw material. In this study, cotton fabric was first applied as textile dye adsorbent after iron impregnation, which enhanced the adsorption capacity. The dye adsorbed fabric was than sequentially pyrolyzed at 800 degrees C for 2 h under N-2 atmosphere, producing a magnetic mesoporous activated carbon (MAC) of 472 m(2) g(-1) BET surface area with 82% micropores and magnetization saturation of 34.2 emu g(-1) deriving from encapsulated metallic alpha Fe. This new simple and fast one-step carbonization, activation and iron incorporation method, has very low chemicals consumption and waste generation compared to the traditionally applied ones. The so produced MAC was loaded with 20 % Pd and tested for electrocatalyst properties: high density current for ethanol oxidation of 549 mA mg(-1) Pd, 1.37 times higher than using commercial Pd catalyst, lower onset potential of -0.48 V vs NHE. Application of the electrocatalyst for direct ethanol fuel cell achieved a high energy production of 27 mW cm(-2) at 353 K. (AU)

• Processo FAPESP: 17/22976-0 - Desenvolvimento de nanoeletrocatalisadores de paládio e nióbio para células a combustível de etanol direto alcalinas
• Beneficiário: Felipe de Moura Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 15/10314-8 - Nanoestruturas para a Degradação de Fenol, Ciprofloxacino e 17 alfa etinilestradiol
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos
• Beneficiário: José Maria Correa Bueno
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/26307-9 - Desenvolvimento de eletrocatalisadores de Pd e Nb para aplicação em célula a combustível e degradação de poluentes orgânicos
• Beneficiário: Paula Böhnstedt
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/26288-1 - Eletrocatalisadores híbridos baseados em nanopartículas de Pd, Pt e Sn, e em nanobarras de céria para aplicação em células a combustível
• Beneficiário: Victor dos Santos Pinheiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/24931-4 - Catalisadores alternativos para a conversão de polióis mediante aquecimento convencional e por micro-ondas
• Beneficiário: Wagner Alves Carvalho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/21846-6 - Nanoestruturas para a remediação ambiental e produção de energia a partir de fontes renováveis
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular