Nanoeletrocatalisadores para células a combustível do tipo PEM (PEMFC) – estado da arte e perspectivas de aplicação

• Autor(a) principal: Balbino, Pedro Henrique Pereira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/18663
• topic: Nanoeletrocatalisadores; Prospecção tecnológica; Células a combustível; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA

Fontes limpas de energia, como as células a combustível, estão sendo cada vez mais estudadas e utilizadas para minimizar os impactos ambientais gerados pela grande emissão de dióxido de carbono (CO2), gerada pela queima de combustíveis fósseis. As células a combustível de membrana polimérica (PEMFC) possuem aplicações desde veículos elétricos a estacionárias e têm como único subproduto a água, portanto, geram energia limpa. Dispõem de eletrocatalisadores no anodo e catodo, sendo aqueles à base de platina os utilizados comercialmente. Em função do metal nobre, os custos desse dispositivo eletroquímico são elevados, impedindo sua difusão no mercado. Neste trabalho definiu-se o Estado da Arte e as Perspectivas de Aplicação dos nanoeletrocatalisadores para PEMFC. O Estado da Arte é o estado mais atual do conhecimento em determinada área, ditado pela propriedade intelectual (não patentária) e as perspectivas de aplicação, ditadas pela propriedade industrial, mostram o que pode ser utilizado em um futuro próximo. Para tal finalidade realizou-se uma prospecção tecnológica envolvendo documentos patentários (propriedade industrial) e documentos não patentários (propriedade intelectual) dessa tecnologia, utilizando-se um método de análise em esferas graduais (Macro, Meso e Micro), fazendo um recorte temporal de 2011 a fevereiro de 2022 para a análise geral e de 2020 a fevereiro de 2022 para a análise Micro. As bases de dados escolhidas foram a Web of Science (WoS) e a Derwent Innovations (DI) da empresa Clarivate Analytics, empregando palavras-chave para restringir a busca em resultados relevantes. Verificou-se que as duas maiores potências econômicas mundiais, China e EUA, detêm o domínio das publicações e dos depósitos, ou seja, julgam importante o controle da propriedade intelectual e industrial dessa área do conhecimento. As universidades ainda detêm a maior parte da propriedade industrial, mostrando a necessidade de conhecimentos específicos e multidisciplinares, dificilmente encontrados em empresas, para o avanço atual dessa tecnologia. O Estado da Arte reside no uso de suportes alternativos, sendo os principais nanotubos de carbono e grafeno, e na funcionalização dos suportes para melhorar a dispersão das nanopartículas, controlar a sua distribuição de tamanho, diminuir o tamanho e aumentar a eletroatividade. As Perspectivas de Aplicação em um menor prazo baseiam-se no uso ligas bi/trimetálicas contendo metais menos nobres e Pt com suportes alternativos. Ainda são necessários estudos para o reaproveitamento da platina de células exauridas, importante preocupação com o aumento da produção desses dispositivos. Neste trabalho foi possível esclarecer as tendências de mercado em curto prazo e verificar quais tipos de nanoeletrocatalisadores são promissores para o aumento da eficiência e diminuição de custo das PEMFC para tornar essa tecnologia apta à produção e comercialização em larga escala.