Portal de Eventos da ULBRA., XVIII SALÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA

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Síntese de Catalisador a Base de Pt e Sn para Célula a Combustível Direta de Etanol
Bianca Proença, Ester Schmidt Rieder, Célia de Fraga Malfatti

Última alteração: 23-10-2012

Resumo


Pesquisas relacionadas com formas alternativas de geração de energia são necessárias para o desenvolvimento tecnológico, industrial e social, em uma sociedade com crescente consumo de energia. Diferentes tipos de células a combustível, empregando distintos eletrólitos têm sido propostas. Dentre os tipos mais comuns de células, estão as de membrana de permuta protônica, as alcalinas, as de ácido fosfórico, as de carbonato fundido e as de óxido sólido. Recentemente, uma nova forma de geração de energia a partir de célula a combustível foi desenvolvida em que o combustível é diretamente convertido em energia, sem a necessidade de conversão prévia. Foram introduzidas no setor, Células a Combustível Diretas de Metanol, DMFC, inicialmente, e, mais recentemente, Células a Combustível Diretas de Etanol, DEFC. O grande limitante destas células, porém, está associado ao processo de catálise da reação de oxidação do etanol. As células a combustível diretas de etanol apresentam um rendimento teórico extraordinário, porém os catalisadores atuais conseguem atingir apenas cerca de 40 % desta capacidade. A necessidade de melhorar o desempenho das DEFC tem estimulado pesquisadores a sintetizar sistemas catalíticos. Pesquisadores demonstraram que eletrocatalisadores de Pt-Sn/C com a maior parte do Sn sob a forma de óxido (SnO2), apresentam uma excelente performance no processo de oxidação de metanol e etanol. Nanocatalisadores para compor eletrodos de DEFC foram sintetizados e caracterizados neste estudo. Os catalisadores foram sintetizados com composições variadas de platina e estanho pelo método de redução direta a partir de soluções precursoras contendo ácido hexacloroplatínico (H2PtCl6.6H2O) e cloreto de estanho II (SnCl2.2H2O), em etilenoglicol/água na proporção de 3:1. O processo de síntese foi realizado em condições controladas de pH e temperatura sobre nanopartículas de carbono Vulcan XC-72R (Cabot©), o qual possui uma relação de 240 m²/g. Foram obtidos sistemas Pt-Sn/C com platina e estanho nas relações atômicas 1:1 e 1:2. Os catalisadores sintetizados foram caracterizados quanto à morfologia e distribuição do depósito sobre o suporte de carbono por Microscopia Eletrônica de Transmissão e quanto a sua constituição química por Difração de Raios-X. Os catalisadores obtidos apresentaram morfologia aproximadamente esférica e dimensões inferiores a 10 nm, e mostraram-se distribuídos por toda a extensão no suporte de carbono, com concentração levemente superior nas regiões periféricas da partícula. Os catalisadores exibiram picos de difração de raios-X característicos da platina e de óxido de estanho. Para os catalisadores sintetizados a partir da solução precursora na proporção 1Pt:2Sn ficou evidente a quantidade superior de estanho, com a intensidade do pico principal do SnO2 apresentando um aumento considerável, acompanhado pela redução do pico principal dos compostos a base de platina.