Oxidação Eletroquímica do Etanol em Células a Combustível de Eletrólito Polimérico: Estudo Quantitativo das Vias Reacionais por Espectrometria de Massas On-line.

Resumo

O etanol é um candidato promissor para o uso como combustível em células a combustível de eletrólito polimérico para aplicação em dispositivos eletrônicos portáteis. Além do fato de o Brasil possuir uma ampla rede de produção e distribuição, o etanol é um combustível renovável, o que é importante para a sustentabilidade. Outra vantagem é seu alto conteúdo energético, que corresponde a 12 elétrons por molécula para a total oxidação do etanol a CO2. Um eletrocatalisador com alta atividade eletrocatalítica para a oxidação total do etanol deve apresentar bom desempenho nos passos de quebra das ligações C-H, C-C e O-H e na formação da ligação C-O. Pt tem mostrado a mais alta atividade dentre os metais puros devido ao melhor balanço entre as tendências opostas de quebra e formação de ligações apresentadas acima, mas sua atividade pode ainda ser aumentada por meio da modificação de sua estrutura eletrônica e através da inserção de um ou mais metais que possuam alta atividade para passos reacionais específicos. No entanto, pouco é conhecido a respeito da distribuição quantitativa dos produtos de reação, principalmente para catalisadores bi e trimetálicos. Assim, os objetivos deste projeto são relacionados com a síntese e caracterização de eletrocatalisadores nanoestruturados bi e trimetálicos formados por Pt em combinação com Rh e com óxidos metálicos tais como SnOX e PbOx. Será efetuada a determinação quantitativa da eficiência de eletro-conversão de etanol para os diferentes produtos de reação por espectrometria de massas on-line, em meias-células eletroquímicas com eletrólito estagnante e em células de fluxo e em células a combustível unitárias passivas e com combustível circulante. A meta final é elucidar a relação entre a composição e estrutura do eletrocatalisador com a atividade, eficiência e estabilidade frente à reação de oxidação de etanol. Os resultados servirão de base para a construção de células de etanol direto passivas para a aplicação em dispositivos eletrônicos portáteis.