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Projetando electrocatalisadores: dos primeiros princípios às aplicações eficientes na geração de energia limpa

Processo: 20/11947-2
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2022
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Edson Antonio Ticianelli
Beneficiário:Andrii Koverga
Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:19/22183-6 - Electrocatálise VI: aspectos fundamentais e aplicados em problemas emergentes e clássicos em conversão eletroquímica de energia, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):22/13658-3 - Projetando eletrocatalisadores: efeito da água nas propriedades fundamentais e catalíticas de materiais à base de Mo modificados com metais de transição, BE.EP.PD
Assunto(s):Eletrocatálise   Eletrocatalisadores   Teoria do funcional da densidade   Dopagem eletrônica   Energia renovável   Hidrogênio   Baixo custo   Metais de transição   Molibdênio
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:caracterização experimental | Catalisadores à base de molibdênio | dopagem | energia limpa | Reação de evolução de hidrogênio | teoria do funcional da densidade | Electrocatálise

Resumo

Muitas reações industriais requerem um catalisador para ser economicamente viáveis. Assim, o projeto de materiais ativos, estáveis e acessíveis é uma das áreas mais importantes da química. O aprimoramento das propriedades dos catalisadores pode se atingir através da inserção de elementos na rede cristalina de um material ativo. O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de novos eletrocatalisadores de baixo custo para a reação de evolução de hidrogênio (REH). Esse é um dos processos-chave na conversão e armazenamento de energia limpa, no qual o desempenho dos catalisadores depende do pH do meio. A principal estratégia é investigar o efeito da dopagem com metais de transição na atividade catalítica de materiais à base de molibdênio. Os estudos serão realizados pelo uso da teoria do funcional da densidade, através do analise de descritores da atividade frente a REH para selecionar materiais promissores, e availando a atividade e a estabilidade desses materiais experimentalmente. Os principais tópicos de estudo a serem tratados são: (1) determinar sítios ativos frente a REH em catalisadores à base de molibdênio, como Mo2C e/ou MoSe2; (2) identificar as mudanças nas propriedades eletrônicas dos materiais parentais e dopantes após a inserção, prestando atenção especial aos descritores intrínsecos da atividade, como são a função de trabalho da superfície, o centro da banda d, e/ou a energia de adsorção de hidrogênio atômico; (3) estimar teoricamente o efeito do pH na atividade, e identificar possíveis catalisadores activos; (4) sintetizar os compostos identificados, e caracterizá-los por meio de diversas técnicas, como difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de absorção de raios-X in situ e voltametria cíclica; e, finalmente (5) avaliar a atividade eletrocatalítica frente a REH e a estabilidade desses materiais em uma ampla faixa de pHs. (AU)

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Publicações científicas
(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)
KOVERGA, ANDREY A.; GOMEZ-MARIN, ANA M.; FLOREZ, ELIZABETH; TICIANELLI, EDSON A.. Changes in fundamental and catalytic properties of beta-molybdenum carbide decorated by a single atom of Fe, Co, Ni and Cu. Applied Surface Science, v. 631, p. 11-pg., . (19/22183-6, 20/11947-2)
DE ARAUJO, MOISES A.; KOVERGA, ANDREY A. A.; SAKITA, ALAN M. P.; OMETTO, FELIPE B. B.; DA TRINDADE, LETICIA G.; TICIANELLI, EDSON A. A.. M-N-C Materials for Electrochemical Reduction Reactions: Recent Strategies for Improving Electrocatalytic Activity and Stability. CHEMCATCHEM, v. 15, n. 11, p. 23-pg., . (21/01268-3, 21/14163-5, 20/11947-2, 19/22183-6, 20/15230-5)

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