Title

FUNCIONALIZAÇÃO DE CARBONO PARA DEPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS NANOCATALISADORAS PARA A REAÇÃO DE ELETRO-OXIDAÇÃO DE ETANOL

CARBON FUNCIONALIZATION TO SUPPORT NANOCATALYSTS PARTICLES FOR ETHANOL ELECTROOXIDATION

Authorship

Sá, Stéphanie Cardoso de; Correa, Patrícia dos Santos; Silva, Elen Leal da; Silva, Renato Figueira da; Radtke, Cláudio; Malfatti, Célia de Fraga

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Correa, Patrícia dos Santos

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Silva, Renato Figueira da

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Radtke, Cláudio

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Malfatti, Célia de Fraga

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DOI

10.5151/2594-5327-21650

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Abstract

Células a Combustível de Etanol Direto (DEFCs) são sistemas para conversão de energia química, proveniente da reação de eletro-oxidação do etanol, em energia elétrica. Para tanto, é necessário o uso de catalisadores, capazes de quebrar a ligação C-C da molécula de etanol, bem como permitir a sua total oxidação, para máxima conversão energética. Catalisadores à base de platina, ligada com estanho e níquel, suportados em carbono, são eficientes para eletro-oxidar o etanol. Entretanto, a literatura mostra que a distribuição das partículas sobre o suporte de carbono apresenta irregularidades. Dentro deste contexto, nanopartículas catalisadoras à base de Pt, Sn e Ni foram sintetizadas pelo método de impregnação-redução sobre uma superfície de carbono funcionalizada e não funcionalizada. Assim, Carbono Vulcan XC72R foi funcionalizado com solução de HNO3 por 24 horas, sob refluxo, lavado e seco. Os catalisadores foram caracterizados por voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Resultados preliminares mostram que as nanopartículas suportadas em carbono funcionalizado apresentam maiores valores de densidade de corrente e menores valores de resistência à transferência de carga do que as nanopartículas suportadas em carbono não funcionalizado, evidenciando a atividade catalítica superior das nanopartículas suportadas em carbono funcionalizado com HNO3.

Direct ethanol fuel cells (DEFCs) are devices that convert chemical energy, coming from ethanol electrooxidation, into electrical energy. It is necessary the use of electrocatalysts to break the C-C bond present in ethanol molecule, for its total oxidation and maximum energy conversion. Catalysts based on platinum alloy with tin and nickel addition, supported on carbon, have demonstrated high potential for ethanol electrooxidation. However, literature reports that these particles are irregularly distributed over the carbon particles. Inside this context, catalysts nanoparticles based on Pt, Sn and Ni were synthesized by the impregnation-reduction method on a carbon surface functionalized as well as nonfunctionalized. Thus, Vulcan Carbon XC72R was functionalized with a HNO3 solution for 24 hours, under reflux system and then the particles were washed and dried. Electrocatalysts were characterized by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that nanoparticles supported on functionalized carbon present higher current densities and lower charge transfer resistance values compared to electrocatalysts supported on non-functionalized carbon. These results evidence the superior catalytic activity of the nanoparticles supported on carbon, functionalized with HNO3, toward ethanol electrooxidation.

Keywords

Nanocatalisadores; PtSnNi; Etanol; Carbono funcionalizado.

Nanocatalysts; PtSnNi; Ethanol; Functionalized carbon.