Prepara????o e caracteriza????o de eletrocatalisadores ?? base de PtBi/C, PdBi/C e PtPdBi/C para a oxida????o do etanol em meio alcalino em c??lulas a combust??vel

• Autor(a) principal: LIMA, FABIANA dos S.
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32286
• topic: direct ethanol fuel cells; oxyfuel combustion process; redox reactions; bismuth; platinum; palladium; sodium compounds; borohydrides; synthesis; surface properties; electrocatalysts; power potential; potential energy; voltammetry; x-ray diffraction; x-ray spectroscopy; scanning electron microscopy; mass spectroscopy; measuring instruments; renewable energy sources

A polui????o ambiental e os altos custos associados ao uso de combust??veis f??sseis t??m motivado o desenvolvimento de fontes de energias alternativas. Neste sentido, as c??lulas a combust??vel s??o uma alternativa promissora, por possibilitar o uso de combust??veis de fontes renov??veis, como o etanol, que possui um sistema produtivo bastante desenvolvido no Brasil. Entretanto, na rea????o incompleta de oxida????o do etanol h?? forma????o de esp??cies intermedi??rias e subprodutos, que ficam adsorvidos na superf??cie do eletrocatalisador, causando sua desativa????o e consequente redu????o da efici??ncia energ??tica do sistema; um fator limitante do processo, que pode ser minimizado com a adi????o de metais, como o bismuto ?? platina e ao pal??dio. Para tanto, os eletrocatalisadores PtBi/C (95:5), PdBi/C (95:5) e PtPdBi/C (90:5:5), foram sintetizados via redu????o por borohidreto de s??dio. A atividade eletrocatal??tica foi analisada via voltametria c??clica e cronoamperometria em meio alcalino em tr??s concentra????es diferentes de etanol (0,5; 1,0 e 2,0 mol.L-1) e testes em c??lula unit??ria de etanol direto. Os eletrocatalisadores exibiram um tamanho m??dio de part??cula entre 5 a 8 nm, e os espectros de XPS apontaram que a presen??a de bismuto n??o causou mudan??a significativa nos valores de energia de liga????o, o que sugere que n??o houve forma????o de compostos intermet??licos, em concord??ncia com os dados obtidos de DRX, os quais, n??o apontaram a forma????o de ligas, apenas a presen??a de picos caracter??sticos dos metais Pt e Pd. Os resultados de ATR-FTIR mostram que a adi????o de Bi suprime a produ????o de carbonato e aumenta o rendimento de acetato independente da concentra????o de etanol, indicando a ocorr??ncia preferencial da oxida????o parcial do etanol. Quanto ao desempenho eletrocatal??tico, os melhores resultados em densidade de corrente foram obtidos com o PtBi/C (95:5), que foi cerca de quatro vezes superior ?? Pt/C, portanto, os resultados sugerem que a associa????o do bismuto com a platina ?? extremamente ben??fica e sua alta atividade eletrocatal??tica pode ser atribu??da a sinergia entre seus constituintes, considerando o mecanismo bifuncional.