Última alteração: 25-10-2013
Resumo
Com o aumento crescente da demanda energética mundial, torna-se premente o desenvolvimento de tecnologias geradoras de energia. A Célula a Combustível Direta de Etanol, DEFC, é uma nova tecnologia em que a energia química do etanol é diretamente convertida em energia elétrica através de reações químicas de oxidação e redução, sem a necessidade de conversão prévia, para utilização em dispositivos móveis ou estacionários. Uma das principais vantagens desse tipo de célula está no fato de que o Brasil já possui o etanol em sua matriz energética e sua fácil obtenção a partir da biomassa. O principal entrave destas células está associado à capacidade de oxidação anódica do etanol, o qual não é oxidado completamente formando subprodutos carbonáceos indesejáveis, que se aderem fortemente à superfície do catalisador causando o seu envenenamento. Para tornar esse tipo de tecnologia viável, o desenvolvimento de nanocatalisadores para compor eletrodos de DEFC’s tem sido proposto. Este estudo tem como enfoque a síntese e caracterização dos catalisadores constituídos por sistemas de platina, estanho e cério para células à combustível diretas de etanol. Os seguintes sistemas catalíticos foram sintetizados: Pt/C, 1Pt:1Sn/C, 1Pt:1Sn:1Ce/C e 2Pt:1Sn:1Ce/C, utilizando o método de redução direta de íons metálicos sobre nanopartículas de carbono, que foram previamente funcionalizadas com ácido nítrico. Os nanocatalisadores foram caracterizados quanto à morfologia e dispersão do depósito sobre o suporte de carbono por Microscopia Eletrônica de Transmissão. A constituição química dos sistemas foi determinada por Difração de Raios-X e a atividade eletrocatalítica para oxidação do etanol dos eletrodos, compostos por estas nanopartículas sintetizadas, foi avaliada por Voltametria Cíclica. A alteração do suporte resultante do processo de funcionalização do carbono foi avaliada por Espectroscopia no Infravermelho. O carbono suporte funcionalizado apresentou modificações superficiais, com a presença do grupo oxigenado carbonila, não presente no carbono sem tratamento. As imagens por Microscopia Eletrônica de Transmissão mostram que os depósitos sobre o suporte de carbono apresentaram uniformidade de tamanho, em média menores do que 5 nm em diâmetro. Por Difração de Raios-X, todos os sistemas exibiram a platina na forma metálica, correspondente à estrutura cúbica de face centrada. Já, o estanho foi encontrado nas formas metálica e oxidada e o cério somente na forma oxidada. Os voltamogramas cíclicos evidenciaram a melhora da atividade catalítica com a adição de estanho e/ou cério, mantendo a relação 1Pt:1M (M: Sn e/ou Ce) comparado aos sistemas contendo platina pura.