Catalisadores à base de paládio suportados em TiO2 para aplicação em células a combustível a etanol direto - Brasil, Louise Marianne de Matos (2022)
Células a combustível a etanol direto (DEFCs) são eficientes dispositivos para a conversão de energia química em energia elétrica. DEFC operam a baixas temperaturas, e um ânodo, um cátodo e um eletrólito são os principais constituintes. Em meio alcalino, eletrocatalisadores, responsáveis pela promoção de reações anódicas e catódicas, geralmente são compostos de paládio (Pd) suportado em carbono. Outros materiais têm sido estudados para tornar a reação de oxidação do etanol (EOR) mais eficiente, como por exemplo TiO2, devido à sua excelente resistência à corrosão quando comparado a outros materiais, como o carbono, aumentando a performance e durabilidade das DEFC. Neste trabalho, o uso do TiO2 comercial como suporte alternativo para catalisadores baseados em Pd aplicado à EOR foi avaliado. Os materiais foram sintetizados a partir do método de impregnação/redução, e a atividade catalítica foi analisada por meio caracterizações estruturais e eletroquímicas. Foram realizadas medidas de difração de raios X, voltametria cíclica e cronoamperometria, com o objetivo de determinar o desempenho frente à EOR. Para o tamanho de cristalito, foram obtidos valores de 17 nm para o eletrocatalisador Pd/C, e 27 nm para Pd/TiO2, e área eletroquimicamente ativa do Pd/TiO2 aproximadamente 10 vezes menor do que do Pd/C. Com relação à atividade catalítica na voltametria cíclica, constatou-se que os catalisadores suportados em TiO2 apresentaram desempenho análogo aos suportes de carbono, apesar de o uso desse suporte possivelmente implicar na formação de mais espécies carbonáceas intermediárias. De acordo com os resultados obtidos, foi concluído que dióxido de titânio comercial pode ser utilizado como suporte em eletrocatalisadores à base de paládio, e que sua aplicação é adequada como material alternativo em células a combustível a etanol direto.