Desenvolvimento de catalisadores de óxido de cobre e cério modificados com samário para a reação de CO-PROX

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Silva, Luiz Henrique da
• Orientador(a): Varela, Maria do Carmo Rangel Santos
• Banca de defesa: Simplício, Lilian Maria Tosta, Zanchet, Daniela
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto de Química
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós Graduação em Química
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Células a combustível; CO-PROX; Cobre; Cério; Samário; Hidrogênio; Catalisadores; Óxido de cobre; Óxido de cério
• Área do conhecimento CNPq: Físico Química
• Link de acesso: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/19177

Nos últimos anos, as células a combustível têm atraído cada vez mais atenção, em todo o mundo, por causa da sua habilidade de produzir energia de forma lima e eficiente. Quando alimentados com hidrogênio, esses dispositivos produzem apenas água e não emitem nenhum poluente. Entre os diversos tipos de células a combustível, as células a combustível de membrana de troca protônica (PEMFC) são as mais adequadas para aplicações móveis. Entretanto, o hidrogênio é obtido principalmente através da reforma a vapor do gás natural e, então, contém quantidades baixas de monóxido de carbono (0,5-2,0%), que são suficientes para envenenar os eletrodos de platina das células do tipo PEMFC. Visando a obter catalisadores mais eficientes para essa reação, neste trabalho, foi estudado o efeito do samário nas propriedades de catalisadores baseados em óxidos de cobre e de cério. Os catalisadores baseados em cobre, cério e samário (CuO-Ce1-xSmxO2-x/2), com composições diferentes (x = 0,0; 0,10; 0,20 e 0,50), 25 % em mol de Cu, foram preparados através de precipitação simultânea, utilizando hidróxido de sódio como agente precipitante. As amostras foram caracterizadas por análise química elementar, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, medidas de área superficial específica e de porosidade, espectroscopia Raman e redução à temperatura programada. Os catalisadores foram avaliados na oxidação preferencial do monóxido de carbono na faixa de temperatura entre 50 e 250 °C. Observou-se que o samário foi incorporado na rede da céria e que a sua adição não causou variação na área superficial específica dos catalisadores, exceto na amostra contendo o teor mais alto de samário. Além disso, o samário não melhorou a atividade catalítica, um fato que foi associado com a diminuição do teor de cério nos catalisadores, diminuindo a interface entre as partículas de óxido de cobre e óxido de cério, onde ocorre a reação. A adição de dióxido de carbono (10 % mol) ao meio reacional causou uma diminuição da conversão do monóxido de carbono, provavelmente devido ao bloqueio dos sítios; entretanto, a seletividade, não variou. O catalisador mais promissor foi aquele com 20% mol de samário, que mostrou a seletividade a dióxido de carbono mais elevada