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Bismuto como co-catalisador associado à Pt, Sn e Ce para Células a Combustível
Última alteração: 17-10-2014
Resumo
Durante muitos anos, inúmeras pesquisas têm sido amplamente direcionadas para a busca por alternativas atrativas que promovam o desenvolvimento de tecnologias geradoras de energia. A célula a combustível direta de etanol, DEFC, é uma nova tecnologia de geração de energia em que a energia química do etanol é diretamente convertida em energia elétrica através de mecanismos eletroquímicos em que ocorrem reações de oxidação e redução sem que ocorra a reação de combustão. Entre as principais vantagens do desenvolvimento das DEFC’s, destaca-se a utilização do etanol em seu processo, uma matéria prima de fácil obtenção, possui uma matriz energética desenvolvida e estabelecida no território nacional, é de fácil transporte e manuseio e apresenta grande capacidade energética. Como desvantagem destas células destaca-se o envenenamento do eletrodo por subprodutos carbonáceos indesejáveis, os quais não são oxidados completamente e que se aderem fortemente à superfície do nanocatalisador, comprometendo o rendimento da célula. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da adição do bismuto em nanocatalisadores à base de platina, estanho e cério e a determinação da eficiência da eletro-oxidação anódica deste catalisadores na célula a combustível direta de etanol. Os seguintes sistemas catalíticos foram sintetizados: Pt:Bi/C, Pt:Sn:Bi/C, 2Pt:Sn:Ce:Bi/C, através do método de redução direta de íons metálicos sobre nanopartículas de carbono, utilizando o etilenoglicol como agente redutor. Os nanocatalisadores foram caracterizados quanto a sua composição química e morfologia utilizando as técnicas de difração de raios-x e microscopia eletrônica de transmissão. A atividade eletrocatalítica dos eletrodos produzidos com as nanopartículas sintetizadas foi determinada por voltametria cíclica. Por difração de raios-x, os ângulos dos picos máximos de difração das amostras dos sistemas catalíticos sintetizados foram determinados com varredura de 2θ, velocidade de varredura de 2º min-1 e com fonte de radiação de Cu Kα ( λ = 1,54056 Å) . Resultados parciais dos difratogramas de raios-x, que avaliaram o arranjo cristalino dos cristalitos sintetizados, revelados através de picos a 13˚, 24˚, 30˚, 33˚, 42˚, 52˚, 57˚, indicaram a presença do bismuto na forma de subcarbonato de bismuto (III), Bi2O2CO3. Os difratogramas identificaram a platina, principalmente nos picos a 39˚, 46˚ e 68˚, revelando Pt(111), Pt(200) e Pt(220) respectivamente, sendo estes típicos cristalitos de platina com uma estrutura cúbica de face centrada. A platina também foi observada na forma oxidada. A adição de bismuto alterou ligeiramente a distribuição dos estados de oxidação da platina, sugerindo que há uma interação eletrônica entre bismuto e platina.