Estudo da estabilidade de catalisadores anódicos em células a combustível

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Zignani, Sabrina Campagna
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: electrocatalysts; eletrocatalisadores; estabilidade; etanol; ethanol; stability
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-30072013-091128/

Eletrocatalisadores de Pt-Sn suportados em carbono de elevada área superficial foram preparados por redução química de precursores metálicos em solução usando como agente redutor o ácido fórmico 0,5 M, 0,1 M e 2 M e caracterizados em termos de estrutura, morfologia e propriedades superficiais para aplicação em células a combustível a etanol direto (DEFC). Os catalisadores foram caracterizados por fluorescência de raios X (XRF), difração de raios X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e análise termogravimétrica (TGA). Os testes eletroquímicos dos catalisadores foram realizados com o uso de medidas de polarização, voltametria cíclica e linear, testes de estabilidade a potencial constante, e espectroscopia de impedância eletroquímica. A melhor composição atômica superficial, em termos de desempenho eletroquimico foi Pt3Sn1/C. Sobrepotenciais ânodicos são necessários de modo a gerar espécies oxidadas na superfície de platina, desta maneira a reação é favorecida. Em termos de produtos de oxidação, o acetaldeído e o ácido acético foram os principais produtos detectados por HPLC, com um baixo teor de CO2. A seletividade para o ácido acético com respeito ao acetaldeído aumentou com o teor de Sn e diminuiu com a menor concentração do agente redutor utilizado na preparação do catalisador. Estudos de estabilidade com base no catalisador Pt3Sn1/C foram realizados e o efeito de diferentes procedimentos de liga/desconexão da célula investigados. Testes de 250h a 0.4V incluindo tres ciclos de liga/desconexão a 50h, 150h e 200h são apresentados. Na sequência foram analisados os materiais com testes de estabilidade contínuo de 220 h em 0,4 V com recirculação de etanol. Pode-se dizer que no caso de um procedimento contínuo o sitema é menos afetado devido a menor perda em relação a corrosão do material. Análise morfológica e estrutural pós-testes forneceram informações complementares no que diz respeito ao diagnóstico eletroquímico in-situ e sobre o mecanismo de degradação. O aspecto mais crítico em relação às perdas irrecuperáveis aparece estar relacionado com a corrosão de Sn. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, o protocolo de liga/desconexão foi o que mais afetou o desempenho geral da célula.