Síntese e estudo de eletrocatalisadores ternários de PtSCu/C para a oxidação de etanol com aplicação em células a combustível do tpo PEM

The research presented below is a study of the synthesized metal electrocatalysts, which have the purpose of being applied as catalytic electrodes in fuel cells fed with direct ethanol in order to complete oxidation of the fuel, the low potential. Thus, nanoparticles of platinum, tin and copper comb...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2014
Main Author: Magalhães, Monah Marques lattes
Orientador/a: Colmati Junior, Flávio lattes
Banca: Colmati Junior, Flávio, Gonzalez, Ernesto Rafael, Martins, Tatiana Duque
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Goiás
Programa: Programa de Pós-graduação em Química (IQ)
Department: Instituto de Química - IQ (RG)
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/10100
Citação:MAGALHÃES, Monah Marques. Síntese e estudo de eletrocatalisadores ternários de PtSCu/C para a oxidação de etanol com aplicação em células a combustível do tpo PEM. 2014. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2014.
Resumo Português:A pesquisa apresentada a seguir é um estudo dos eletrocatalisadores metálicos sintetizados, que possuem a finalidade, de serem aplicados como eletrodos catalíticos, em células a combustível alimentadas com etanol direto, visando a oxidação completa desse combustível, a baixos potenciais. Dessa forma, nanopartículas de platina, estanho e cobre, combinadas na forma Pt100/C, Pt75Sn25/C, Pt75Cu25/C e Pt33Sn33Cu33/C, foram preparadas utilizando o método de redução via refluxo de etanol e suportadas sobre carbono Vulcan XC-72R® de alta área superficial em 20% de massa metálica. Os catalisadores obtidos foram caracterizados por Difração de Raios X, Espectroscopia de Raios X por Energia Dispersiva, Microscopia Eletrônica de Transmissão. Os resultados das análises comprovaram a composição real dos materiais, sua morfologia e como as partículas se agregam quando condicionadas em camada microscópica. Possibilitou também conhecer o tamanho médio de cristalito dos eletrocatalisadores. Os experimentos eletroquímicos mostraram a diferença nas atividades catalíticas de cada material e possibilitou constatar que a inserção de cobre ao PtSn/C reduz o potencial de oxidação de etanol. O desempenho catalítico também foi estudado através de experimentos em células a combustível e Stripping de CO, nos quais, foram obtidos os dados, quanto a densidade de potencia e a área ativa dos catalisadores. Pela Espectroscopia no Infravermelho foi possível verificar in situ a formação de intermediários a partir do desenvolvimento da oxidação do álcool e inferiu-se que PtSnCu/C produz CO2 na eletro-oxidação de etanol em menores potencias com relação a PtSn/C-ETEK® e Pt/C-ETEK®.
Resumo inglês:The research presented below is a study of the synthesized metal electrocatalysts, which have the purpose of being applied as catalytic electrodes in fuel cells fed with direct ethanol in order to complete oxidation of the fuel, the low potential. Thus, nanoparticles of platinum, tin and copper combined as Pt100/C, Pt75Sn25/C Pt75Cu25/C and Pt33Sn33Cu33/C was prepared using the method of reducing via reflux of ethanol and supported on Vulcan XC- 72R carbon® High surface area metal mass 20%. The catalysts were characterized by X-ray Diffraction, X-Ray Spectroscopy Energy Dispersive, Transmission Electron Microscopy. The analysis results proved the actual composition of the material, its morphology and how the particles clump together when conditioned on a microscopic layer. It also allowed me to know the average crystallite size of the electrocatalysts. Electrochemical experiments showed the difference in the catalytic activities of each material and allowed to note that the insertion of copper to PtSn / C reduces the potential for ethanol oxidation. The catalytic performance was also studied through experiments with fuel cells and Stripping of CO, in which the results were obtained, as the power density and the active area of the catalysts. By Infrared Spectroscopy was possible to verify in situ the formation of intermediate from the development of the oxidation of alcohol and it was inferred that PtSnCu/C produces CO2 in ethanol electrooxidation at lower potentials compared to PtSn/C-ETEK® and Pt/C-ETEK®.