Oxidação eletroquímica do etanol e glicerol em eletrólito alcalino utilizando eletrocatalisadores PdTiO>sub<2>/sub</C preparados via redução por borohidreto de sódio

Abstract

pelos conselhos, paciência, conhecimento transmitido na orientação. Ao IPEN pela infraestrutura e auxílio financeiro e aos funcionários do Centro de Células a Combustível, Joana, Neymar e Francisco pela paciência e compromisso para com todos. Aos amigos: Júlio, Andrea, Carlos, Eric, Agatha, Fabiana e Andrezza, por todo o apoio. Ao CNPQ pela bolsa concedida. Aos meus pais Vandalúcia e Petronio, pelo apoio pessoal e profissional. Ao Bruno Torres, pelo incentivo, apoio moral e paciência. Aos meus familiares, todos aqueles que me apoiaram e foram solícitos em muitos momentos desta jornada. In memoriam de Isabel Maria (avó), Lucilene Calixto (prima), Geralda Barbosa (avó) e Leôncio Barbosa (avô) pelo apoio e carinho que quando em vida depositaram a mim. Você nasceu para vencer, mas para ser um vencedor, você precisa planejar para vencer, se preparar para vencer,e esperar vencer." ZigZiglar RESUMO PEREIRA, VIVIANE S. Oxidação eletroquímica do etanol e glicerol em eletrólito alcalino utilizando eletrocatalisadores PdTiO2/C preparados via redução por borohidreto de sódio. 2021. p.120 (Tese Doutorado em Tecnologia Materiais) -Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares -IPEN -CNEN /SP. São Paulo. Os eletrocatalisadores Pd/C, TiO2/C e os binários PdTiO2/C (50:50), (70:30), (90:10), (30:70) e (10:90) foram preparados pelo método de redução via borohidreto de sódio. Estes eletrocatalisadores foram sintetizados via borohidreto de sódio e caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão MET e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (ATR-FTIR). Já a atvidade eletrocatalítica foi analisada por voltametria cíclica e cronoamperometria em meio alcalino. As análises de DRX apresentaram planos cristalinos de Pd bem definidos, associados a estrutura cúbica de face centrada (cfc), assim como planos agregados as estruturas de TiO2 e carbono. As micrografias, obtidas por MET, demonstraram um tamanho médio de nanopartículas, entre 7 nm a 10 nm, afiliadas a uma distribuição satisfatória no suporte de carbono. Os ensaios eletroquímicos, via voltametria cíclica e cronoamperometria, com os eletrocatalisadores binários mostraram um aumento de densidade de corrente no processo da oxidação tanto para etanol como para glicerol, em comparação aos eletrocatalisadores padrões Pd/C e TiO2/C. Os ensaios com glicerol em uma célula unitária a 60 °C atingiram densidade de potência máxima em 12,5 W cm -2 para PdTiO2/C (70:30), quando comparados ao eletrocatalisador comercial Pd/C com 3,70 W cm -2 . Nos testes com etanol, em uma célula a 80 °C, o eletrocatalisador PdTiO2/C (50:50) indicou valores de densidade de potência máxima em 33,5 W cm -2 , e o eletrocatalisador padrão Pd/C atingiu 4,2 W cm -2 indicando que a utilização do co-catalisador TiO2 com as nanopartículas de Pd resultaram em um efeito benéfico (que pode ser atribuído ao mecanismo bifuncional), devido à formação de espécies oxigenadas capazes de liberar os sítios catalíticos do Pd para novas adsorções.