Title

BIOCARVÃO COMO SUPORTE PARA NANOCATALISADORES E ELETRODOS PARA SUPERCAPACITOR

BIOCARBONS FOR NANOCATALYSTS SUPPORT AND SUPERCAPACITOR ELECTRODES

Authorship

Cadorin, Martina; Silva, Elen Leal da; Cuña, Andrés; Tancredi, Nestor; Malfatti, Célia de Fraga

Cadorin, Martina

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Silva, Elen Leal da

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Cuña, Andrés

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Tancredi, Nestor

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Malfatti, Célia de Fraga

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DOI

10.5151/2594-4711-30699

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Abstract

Activated nanoporous biocarbon (aNBC) was prepared using E. grandis wood as a precursor material. Oxidated activated nanoporous biocarbon (ox-aNBC) sample was obtained from the aNBC by oxidation with nitric acid. The samples were tested as Pt nanoparticles catalysts support for ethanol oxidation reaction and as electrode materials for supercapacitors. The porous structure, chemical properties, and the structural and morphological characteristic of the materials were correlated with their electrochemical behaviour. Biocarbon materials showed similar high specific surface area. The oxidation treatment increases the content of the oxygenated and nitrogenated surface functional groups but without appreciably change in the nanostructure characteristic. The aNBC supported Pt nanocatalyst has better electrocatalytic performance for EOR. Oxygenated functional groups have a marked effect on the supercapacitors electrode behaviour, increasing the total electrical capacitance by pseudocapacitive contribution, but with a negative effect on the cell electrical resistance and cell response time.

Biocarvão ativado nanoporoso (aNBC) foi preparado usando a madeira E.grandis como material precursor. Biocarvão ativado nanoporoso oxidadado (ox-aNBC) foi obtido do aNBC por oxidação com ácido nítrico. As amostras foram testadas como suporte para nanocatalisadores de Pt para eletro-oxidação do etanol e como material para eletrodo de supercapacitores. A estrutura porosa, propriedades químicas, e as características estruturais e morfológicas foram correlacionadas com os seus comportamentos eletroquímicos. Ambos materiais apresentaram alta área de superfície específica. O tratamento de oxidação aumenta o conteúdo de grupos funcionais oxigenados e nitrogenados na superfície, mas sem mudança apreciável na característica nanoestrutural. O aNBC como suporte para nanocatalisadores de Pt tem um melhor desempenho eletrocatalítico na reação de oxidação do etanol. Os grupos funcionais oxigenados têm um efeito destaque no comportamento como eletrodo de supercapacitor, aumentando a capacitância elétrica total por contribuição pseudocapacitiva, mas com um efeito negativo na resistência elétrica da célula e no seu tempo de resposta.

Keywords

Oxidação do etanol, Supercapacitor, Biocarvão, Nanocatálise

Ethanol oxidation, Supercapacitor, Biocarbon, Nanocatalyst