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Desenvolvimento de nanoeletrocatalisadores de paládio e nióbio para células a combustível de etanol direto alcalinas

Processo: 17/22976-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de março de 2018
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Mauro Coelho dos Santos
Beneficiário:Felipe de Moura Souza
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Paládio   Nióbio   Células de combustível   Etanol   Eletrocatálise

Resumo

Células a combustível de etanol direto (DEFC) são dispositivos eletroquímicos com capacidade de transformar energia química em energia elétrica útil com alta eficiência e mínima emissão de poluentes. Este projeto tem como objetivo: sintetizar, caracterizar, avaliar e aplicar eletrocatalisadores binários de paládio com nióbio, na forma de nanoesferas, nanocubos e nanocages para Reações de Oxidação de Etanol (ROE) em meio alcalino, e consequentemente, em células a combustível. Os eletrocatalisadores serão sintetizados pela classe de métodos químicos redutores (Botton up) variando a composição química e morfologia dos metais, utilizando suportes como carbono vulcan XC72, grafeno e nanotubos de carbono de múltiplas paredes para as nanopartículas, pois estes parâmetros influenciam diretamente na atividade eletrocatalítica dos materiais. Os eletrocatalisadores serão caracterizados fisicamente por difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, microscopia eletrônica transmissão, potencial zeta e por técnicas eletroquímicas. O nióbio será usado como metal auxiliar para a catálise do paládio e o seu uso na tecnologia de DEFC é extremamente relevante, pois o Brasil possui 95% de toda reserva mundial de nióbio. Espera-se assim o desenvolvimento de eletrocatalisadores binários para DEFC que possam ter alta densidade de potência na ROE, com redução do custo de fabricação, estabilidade e durabilidade para longas durações de funcionamento. Além disso, aplicáveis à geração de energia elétrica para pequenos dispositivos eletrônicos, como carregadores eletrônicos. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível 
Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível 
Matéria(s) publicada(s) no Pesquisa para Inovação FAPESP sobre a bolsa:
Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível 
Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (39 total):
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Portal Exame: Pesquisa testa nióbio em dispositivo para substituir pilhas e baterias (09/Dez/2019)
Hybrid.cz (República Tcheca): V Brazílii uvažují o výrobe elektrické energie z odpadní suroviny (06/Jan/2020)
Mega Curioso: Bateria de nióbio e glicerol pode aparecer em celulares e carros em breve (17/Dez/2019)
Tecmundo: Bateria de nióbio e glicerol pode aparecer em celulares e carros em breve (13/Dez/2019)
Vip Ceo: Bateria de nióbio e glicerol pode aparecer em celulares e carros em breve (13/Dez/2019)
CIMM - Centro de Informação Metal Mecânica: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (12/Dez/2019)
Revista Analytica online: Uso de nióbio como catalisador em célula a combustível é testado por pesquisadores (10/Dez/2019)
Jornal EmpresariALL online: Pesquisa testa nióbio em dispositivo para substituir pilhas e baterias (10/Dez/2019)
CeiseBr - Centro Nacional das Indústrias do Setor Sucroenergético e Biocombustíveis: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (10/Dez/2019)
MSN: Pesquisa testa nióbio em dispositivo para substituir pilhas e baterias (09/Dez/2019)
Algomais online: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
W Rádio Brasil: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Portal Canaonline: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Inovação Tecnológica: Nióbio funciona como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Canal – Jornal da Bioenergia online: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Plurale online: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
IE - Instituto de Engenharia: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Blog A Crítica: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Confap - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Revista Amazônia: Pesquisa avalia utilização do nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Carta Campinas: Pesquisa de universidade pública usa nióbio e glicerol como revolucionária fonte de energia (09/Dez/2019)
Jornal Integração: Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Jornal Cidade (Porto Nacional, TO) online: Pesquisa testa nióbio em dispositivo para substituir pilhas e baterias (09/Dez/2019)
Esteta : Pesquisa testa o uso de nióbio como catalisador em célula a combustível (09/Dez/2019)
Hydrogen Fuel News: Niobium used as co-catalyst to make innovative glycerol fuel cell (26/Nov/2019)
Medium (EUA): Niobium used as catalyst in fuel cell (24/Nov/2019)
Technology Alpha: Niobium used as catalyst in fuel cell (24/Nov/2019)
SoylentNews (EUA): Niobium Used As Catalyst In Fuel Cell (24/Nov/2019)
Lithium News (Canadá): Niobium used as catalyst in fuel cell (24/Nov/2019)
Revolution-Green: Niobium used as catalyst in fuel cell (23/Nov/2019)
Phys.Org (Reino Unido): Niobium used as catalyst in fuel cell (22/Nov/2019)
Saber Atualizado: Cientistas brasileiros descobrem que o nióbio otimiza células de combustível (22/Nov/2019)
Science Bulletin: Niobium used as catalyst in fuel cell (22/Nov/2019)
7thSpace: Niobium used as catalyst in fuel cell (22/Nov/2019)
The online Technology: Niobium used as catalyst in fuel cell (21/Nov/2019)
Science Codex: Niobium used as catalyst in fuel cell (21/Nov/2019)
Brightsurf: Niobium used as catalyst in fuel cell (21/Nov/2019)
Health Medicine Network (EUA): Niobium used as catalyst in fuel cell (21/Nov/2019)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Niobium Used As Catalyst In Fuel Cell (21/Nov/2019)

Publicações científicas (12)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PINHEIRO, VICTOR S.; SOUZA, FELIPE M.; GENTIL, TUANI C.; NASCIMENTO, ALINE N.; BOHNSTEDT, PAULA; PARREIRA, LUANNA S.; PAZ, EDSON C.; HAMMER, PETER; SAIRRE, I, MIRELA; BATISTA, BRUNO L.; SANTOS, MAURO C. Sn-containing electrocatalysts with a reduced amount of palladium for alkaline direct ethanol fuel cell applications. RENEWABLE ENERGY, v. 158, p. 49-63, OCT 2020. Citações Web of Science: 0.
NANDENHA, J.; YAMASHITA, J. Y.; SOUZA, F. M.; FONTES, E. H.; BATISTA, B. L.; SANTOS, M. C.; LINARDI, M.; NETO, A. O. Methane activation on PdMn/C-ITO electrocatalysts using a reactor-type PEMFC. RESEARCH ON CHEMICAL INTERMEDIATES, v. 46, n. 10 JUL 2020. Citações Web of Science: 0.
SOUZA, FELIPE M.; NANDENHA, JULIO; OLIVEIRA, VITOR H. A.; PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; AVEIRO, LUCI R.; PARREIRA, LUANNA S.; SILVA, JULIO C. M.; BATISTA, BRUNO L.; NETO, ALMIR O.; SANTOS, MAURO C. The effect of support on Pd1Nb1 electrocatalysts for ethanol fuel cells. RENEWABLE ENERGY, v. 150, p. 293-306, MAY 2020. Citações Web of Science: 0.
MOURA SOUZA, F.; BOHNSTEDT, P.; PINHEIRO, V. S.; OLIVEIRA, L. A.; BATISTA, B. L.; PARREIRA, L. S.; ANTUNES, R. A.; SANTOS, M. C. Niobium increasing the electrocatalytic activity of palladium for alkaline direct ethanol fuel cell. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 858, FEB 1 2020. Citações Web of Science: 0.
AVEIRO, L. R.; DA SILVA, A. G. M.; CANDIDO, E. G.; PAZ, E. C.; PINHEIRO, V. S.; PARREIRA, L. S.; SOUZA, F. M.; ANTONIN, V. S.; CAMARGO, P. H. C.; DOS SANTOS, M. C. MnO2/Vulcan-Based Gas Diffusion Electrode for Mineralization of Diazo Dye in Simulated Effluent. ELECTROCATALYSIS, v. 11, n. 3 JAN 2020. Citações Web of Science: 0.
PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; SOUSA JOCA, JHONNY FRANK; SOTANA DE SOUZA, RAFAEL AUGUSTO; GENTIL, TUANI C.; LANZA, MARCOS R. V.; MOISES DE OLIVEIRA, HUEDER PAULO; PEREIRA NETO, ANA MARIA; GAUBEUR, IVANISE; SANTOS, MAURO C. Removal of Orange II (OII) dye by simulated solar photoelectro-Fenton and stability of WO2.72/Vulcan XC72 gas diffusion electrode. Chemosphere, v. 239, JAN 2020. Citações Web of Science: 0.
SOUZA, FELIPE M.; BOHNSTEDT, PAULA; PINHEIRO, VICTOR S.; PAZ, EDSON C.; PARREIRA, LUANNA S.; BATISTA, BRUNO L.; SANTOS, MAURO C. Niobium Enhances Electrocatalytic Pd Activity in Alkaline Direct Glycerol Fuel Cells. CHEMELECTROCHEM, v. 6, n. 21, p. 5396-5406, OCT 31 2019. Citações Web of Science: 0.
PAZ, EDSON C.; PINHEIRO, VICTOR S.; AVEIRO, LUCI R.; SOUZA, FERNANDA L.; LANZA, V, MARCOS R.; SANTOS, MAURO G. Hydrogen Peroxide Electrogeneration by Gas Diffusion Electrode Modified with Tungsten Oxide Nanoparticles for Degradation of Orange II and Sunset Yellow FCF Azo Dyes. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 30, n. 9, p. 1964-1975, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
GENTIL, TUANI C.; PINHEIRO, VICTOR S.; PAZ, EDSON C.; SOUZA, FELIPE M.; PARREIRA, LUANNA S.; SANTOS, MAURO C. Addition of CeO2 Nanorods in PtSn-Based Electrocatalysts for Ethanol Electrochemical Oxidation in Acid Medium. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 30, n. 8, p. 1634-1646, AUG 2019. Citações Web of Science: 0.
PEDRON, TATIANA; SEGURA, FABIANA ROBERTA; PANIZ, FERNANDA POLIO; SOUZ, FELIPE DE MOURA; DOS SANTOS, MAURO COELHO; DE MAGALHAES JUNIOR, ARIANO MARTINS; BATISTA, BRUNO LEMOS. Mitigation of arsenic in rice grains by polishing and washing: Evidencing the benefit and the cost. JOURNAL OF CEREAL SCIENCE, v. 87, p. 52-58, MAY 2019. Citações Web of Science: 0.
SOUZA, FELIPE DE MOURA; PANIZ, FERNANDA POLLO; PEDRON, TATIANA; DOS SANTOS, MAURO COELHO; BATISTA, BRUNO LEMOS. A high-throughput analytical tool for quantification of 15 metallic nanoparticles supported on carbon black. HELIYON, v. 5, n. 3 MAR 2019. Citações Web of Science: 1.
PINHEIRO, VICTOR S.; PAZ, EDSON C.; AVEIRO, LUCI R.; PARREIRA, LUANNA S.; SOUZA, FELIPE M.; CAMARGO, PEDRO H. C.; SANTOS, MAURO C. Mineralization of paracetamol using a gas diffusion electrode modified with ceria high aspect ratio nanostructures. Electrochimica Acta, v. 295, p. 39-49, FEB 1 2019. Citações Web of Science: 3.

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