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Síntese de catalisadores nanométricos de Pt, Sn e Ce dopados com Bi para Células a Combustível
Rafael Dutra Ferrugem, Roberto Rauber Pereira, Célia De Fraga Malfatti, Ester Schmidt Rieder

Última alteração: 22-10-2014

Resumo


O tema sobre geração de energia de forma sustentável, que reduzam impactos ambientais, é uma das principais preocupações da sociedade. As células a combustível diretas de etanol conhecidas como DEFC’s, são promissoras nesses quesitos: possibilitam a geração de energia elétrica em aplicações móveis e estacionárias em razão da elevada capacidade energética do etanol e da baixa temperatura de operação da célula. O etanol apresenta grande vantagem de não ser tóxico e ser facilmente obtido a partir da biomassa bem desenvolvida no Brasil, apresenta também a facilidade de manuseio e transporte. No entanto, para esses tipos de células que utilizam álcool como combustível, ainda existem alguns problemas que impedem o desenvolvimento dessa tecnologia, como o envenenamento dos eletrodos a partir do surgimento de espécies carbonáceas indesejáveis que afetam o rendimento da célula. Para tornar esse tipo de tecnologia viável, o desenvolvimento de nanocatalisadores para compor eletrodos de DEFC’s tem sido proposto. Este projeto tem como objetivo a síntese e caracterização de nanocatalisadores de platina, estanho e cério, em que foi avaliado a adição de bismuto e seu efeito de atividade eletrocatalítica na célula a combustível. Foram sintetizados os respectivos nanocatalisadores: Pt:Bi/C, Pt:Sn:Bi/C, 2Pt:Sn:Ce:Bi/C em suporte nanométrico de carbono pela técnica de redução direta de íons metálicos em meio alcalino. A técnica se baseia em que os sais precursores dos metais fornecem as nanopartículas metálicas que se depositam na superfície nanométrica do carbono por reações de redução com o emprego de um agente redutor. No laboratório, a síntese desses catalisadores foi realizada em sistema de refluxo aberto com temperatura de reação e tempo controlado. Em seguida, os nanocatalisadores passaram por etapas de lavagem, centrifugação e secagem e assim prosseguiram para os processos de caracterizações respectivamente; química e física por técnicas de difração de raios-x. As análises de difração de raios-x, que informam a composição química e o arranjo cristalino dos nanocatalisadores, identificaram que a platina em todas as amostras apresentou-se na forma metálica e oxidada e o bismuto apresentou-se na forma de Bi2O2CO3. A adição de bismuto alterou ligeiramente a distribuição dos estados de oxidação da platina, sugerindo que há uma interação eletrônica entre bismuto e platina.


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