Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Parreira, Luanna Silveira
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos
id UFBC_6fe856609f09dbfed466989ae9d369a3
oai_identifier_str oai:BDTD:102560
network_acronym_str UFBC
network_name_str Repositório Institucional da UFABC
repository_id_str
spelling Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustívelELETROCATÁLISEOXIDAÇÃO DE ETANOLPTSNNIELECTROCATALYSISETHANOL OXIDATIONPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABCOrientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos SantosTese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015.Eletrocatalisadores PtSnNi foram preparados pelo método dos precursores poliméricos (MPP) em diferentes proporções metálicas e suportados em carbono de alta área superficial, com 20% de metal em massa, para serem estudados na reação de oxidação de etanol (ROE). O material que se apresentou mais promissor para a reação de oxidação eletroquímica de etanol, PtSnNi/C na razão atômica (33:21:46), foi submetido a testes acelerados de estresse (TAE) com perda de aproximadamente 50% da corrente de oxidação em cronoamperometria. Após os TAE, foram observadas mudanças na formação de produtos de oxidação de etanol, determinados por FTIR-ATR in situ, que passaram de acetaldeído e ácido acético para somente acetaldeído. Dada esta condição, nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados com grupos carboxílicos (NTC) também foram utilizados como suporte para PtSnNi/NTC (33:21:46) com 20% de metal em suporte preparado também pelo MPP. Desta forma, os eletrocatalisadores foram estudados em termos da dissolução de seus metais por técnicas de eletrodo de disco rotatório (EDR) e microcélula eletroquímica de fluxo de varredura (CFV) utilizando-se ICP-MS. Foi observado um decréscimo de somente 4% da área superficial eletroquimicamente ativa (ASE) do PtSnNi/NTC e 3% do material comercial PtSn/C E-TEK, enquanto que para PtSnNi/C houve uma diminuição de 32% da ASE para oxidação de CO. Com a confirmação da dissolução dos metais, é sugerida uma mudança na formação de produtos da oxidação de etanol já a partir da fase inicial da ciclagem, este efeito se corrobora ao se analisar o aumento da produção de acetaldeído no eletrocatalisador PtSnNi/C por FTIRATR in situ. Adicionalmente, nos testes realizados em condições operacionais de células a combustível de etanol direto (DEFC), foi observado que PtSnNi/NTC apresentou menor decaimento de potencial durante a curva de polarização, fato que pode estar relacionado tanto a estabilidade do suporte e interação com os metais (que apresentaram menor dissolução) bem como pela seletividade na formação dos produtos, determinados por cromatografia a gás, que também se mantém constante. Onde PtSnNi/NTC apresenta seletividade de aproximadamente 60 e 40% para acetaldeído e ácido acético, respectivamente. Enquanto PtSnNi/C apresentou seletividade somente para acetaldeído.PtSnNi electrocatalysts were prepared by polymeric precursors method (PPM) with different metallic ratios supported on carbon Vulcan® to obtain 20 % (m/m) of metal loading and studied for ethanol oxidation reaction (EOR). The more promising material for the ethanol electrochemical oxidation reaction, PtSnNi/C (33:21:46 atomic ratio), was submitted to accelerated stress tests (AST) with a loss of approximately 50% of the chronoamperometric current of oxidation. After AST, changes were observed on the formation of ethanol oxidation products, determined by FTIR-ATR in situ, from acetaldehyde and acetic acid to acetaldehyde formation, exclusively. Given this condition, multi-walled carbon nanotubes functionalized with carboxylic groups (CNT) were also used as support for PtSnNi/CNT (33:21:46) prepared by PPM with 20% of metal loading on support. Thus, the electrocatalysts were evaluated concerning the metals dissolution by rotating disk electrode (RDE) technique and microelectrochemical scanning flow cell (SFC) using ICP-MS. A decrease of only 4% of PtSnNi/CNT electrochemically active surface area (ECSA) was observed and 3% for the PTSn/C E-TEK commercial material. In contrast, the PtSnNi/C ECSA decreased 32% for CO oxidation. With the confirmation on metals dissolution, it is suggested a change in the formation of ethanol oxidation products already from the initial step of cycling, that can be corroborated with the acetaldehyde production increase on PtSnNi/C electrocatalyst by FTIR-ATR in situ analyses. Additionally, in direct ethanol fuel cells (DEFC) tests on operational conditions, it was observed that PtSnNi /CNT showed less decay of potential during polarization curve experiments, which may be related to support stability and interaction with metals (which presented lower dissolution) as well as the selectivity in the products formation for EOR, determined by gas chromatography, which also remained constant. So that PtSnNi/NTC showed selectivity of about 60 and 40% for acetaldehyde and acetic acid, respectively. While PtSnNi/C showed selectivity just for acetaldehyde.Santos, Mauro Coelho dosGarcia, Janaina de SouzaRey, José Fernando QueirugaOliveira, Lucia Codognoto deSpinacé, Estevam VitorioParreira, Luanna Silveira2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf137 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560&midiaext=72756http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560&midiaext=72755Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=102560porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-01T16:31:14Zoai:BDTD:102560Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2017-02-01T16:31:14Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
dc.title.none.fl_str_mv Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
title Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
spellingShingle Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
Parreira, Luanna Silveira
ELETROCATÁLISE
OXIDAÇÃO DE ETANOL
PTSNNI
ELECTROCATALYSIS
ETHANOL OXIDATION
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC
title_short Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
title_full Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
title_fullStr Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
title_full_unstemmed Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
title_sort Eletrocatalisadores baseados em Pt, Sn e Ni para reação de oxidação de etanol: estudo da estrutura, atividade e estabilidade em diferentes suportes visando aplicação em células a combustível
author Parreira, Luanna Silveira
author_facet Parreira, Luanna Silveira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Santos, Mauro Coelho dos
Garcia, Janaina de Souza
Rey, José Fernando Queiruga
Oliveira, Lucia Codognoto de
Spinacé, Estevam Vitorio
dc.contributor.author.fl_str_mv Parreira, Luanna Silveira
dc.subject.por.fl_str_mv ELETROCATÁLISE
OXIDAÇÃO DE ETANOL
PTSNNI
ELECTROCATALYSIS
ETHANOL OXIDATION
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC
topic ELETROCATÁLISE
OXIDAÇÃO DE ETANOL
PTSNNI
ELECTROCATALYSIS
ETHANOL OXIDATION
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC
description Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560
url http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560&midiaext=72756
http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102560&midiaext=72755
Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=102560
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
137 f. : il.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFABC
instname:Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron:UFABC
instname_str Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron_str UFABC
institution UFABC
reponame_str Repositório Institucional da UFABC
collection Repositório Institucional da UFABC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1793994526690377728