Estudo de Eletrocatalisadores de PtCeO2 para Oxidação Eletroquímica de Etanol para Utilização em Células à Combustível

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de eletrocatalisadores compostos de PtCeO2/C para a oxidacao de etanol em celulas a combustivel. Primeiramente, partiu-se para a escolha do metodo de preparacao dos eletrocatalisadores onde foram comparados: o metodo de reducao quimica (NaBH4)(MRQ), o metodo sol-gel (MSG) e o metodo dos precursores polimericos (MPP) para produzir eletrocatalisadores de Pt/C para a oxidacao de metanol, com o destaque do eletrocatalisador MPP. Adotado o MPP para a producao de eletrocatalisadores foi entao produzido um eletrocatalisador Pt3Sn1/C para comparar o desempenho com um material semelhante, mas de origem comercial na reacao de oxidacao de etanol, o MPP favoreceu a producao da liga Pt3Sn reconhecida como o melhor material baseado em platina e estanho para tal finalidade, e mostrando-se superior ao material comercial em testes de uma celula a combustivel de etanol direto, confirmando a eficiencia do metodo de preparacao. Entao foram realizados estudos da eletrocatalise das reacoes de oxidacao de etanol em meio acido utilizando-se PtCeO2/C (20 % metal em carbono) preparados nas proporcoes em massa Pt:Ce (3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3) produzidos pelo MPP. A composicao dos eletrocatalisadores foi corroborada por medidas com a tecnica de analise de energia dispersiva de raios-X (EDX). Com as medidas de difracao de raios X (DRX) foram caracterizadas as fases de Pt e CeO2, com tamanhos medios de particula da ordem de 7 nm para a Pt e 3 nm para o CeO2. Experimentos de voltametria ciclica e cronoamperometria foram realizados para avaliar o desempenho eletrocatalitico dos diferentes materiais. Em todos os casos, exceto Pt-CeO2/C 1:1, os eletrocatalisadores Pt-CeO2/C apresentaram melhor desempenho para a oxidacao de etanol quando comparados com Pt/C. O melhor resultado observado foi obtido para o eletrocatalisador de Pt-CeO2/C 1:3, que inclusive superou o desempenho do eletrocatalisador Pt-Ru/C (ETek) para o mesmo processo. Do ponto de vista economico e considerando os resultados obtidos, os eletrocatalisadores de PtCeO2/C preparados pelo metodo dos precursores polimericos sao candidatos promissores para o uso como catalisadores em ânodos de celulas a combustivel de etanol direto.%%%%This work presents the development of PtCeO2/C electrocatalysts for ethanol electrochemical oxidation. Firstly, three preparation methods were compared: polymeric precursor method (PPM), chemical reduction method (NaBH4) (CRM), and sol-gel method (SGM) ir order to produce Pt/C electrocatalysts toward methanol electro-oxidation. The PPM electrocatalyst was the most appropriated. Secondly, adopting the PPM for electrocatalyst production, it was prepared a Pt3Sn/C electrocatalyst and its performance as an anode in a direct ethanol fuel cell (DEFC) was compared with one from a PtSn/C Etek electrocatalyst. The polarization curves for a DEFC using Pt3Sn/C as the anode demonstrated improved performance compared to that of a PtSn/C Etek, showing then the efficiency of the preparation method. Finally, a study of the electrocatalysis…