Eletro-oxidação de etanol sobre eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C preparados pelo método da redução por álcool

Abstract

Resumo:Os eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C foram preparados pelo método da redução por álcool e caracterizados pelas técnicas de EDX, difração de raios X e voltametria cíclica. A eletro-oxidação direta de etanol foi estudada por voltametria cíclica utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. Na região de interesse para aplicações em células a combustível a etanol direto (0,3 a 0,4 V) os eletrocatalisadores PtSn/C e PtSnRh/C se mostraram mais ativos que os eletrocatalisadores PtRh/C. Palavras-chave: eletrocatalisadores; oxidação do etanol; células a combustível. mente em células a combustível são de extrema importância. Além disso, o etanol apresenta as vantagens de ser um combustível proveniente de fontes renováveis é menos tóxico que o metanol. Por outro lado, a oxidação completa do etanol a CO 2 é mais difícil que a do metanol devido à dificuldade da quebra da ligação C-C e a formação de intermediários que bloqueiam os sítios ativos do eletrocatalisador [6,8]. Assim, o desenvolvimento de novos eletrocatalisadores para esta aplicação é necessário para que se obtenha uma completa oxidação do etanol a CO 2 .Estudos recentes têm mostrado que os eletrocatalisadores PtSn/C são mais ativos que eletrocatalisadores PtRu/C na eletro-oxidação do etanol [8][9][10][11][12][13]. No entanto, a eletro-oxidação do etanol não é completa e acetaldeído e ácido acéti-co são os principais produtos formados [8][9][10][11][12][13].Nart foi maior que o de platina pura. O aumento na quantidade de ródio presente no eletrodo levou a um aumento na razão CO 2 /acetaldeído, no entanto, os valores de corrente diminuíram. Apesar da presença de ródio nos eletrodos não ser suficiente para produzir um eletrocatalisador com boa atividade, sua presença parece ser importante para a quebra da ligação C-C do etanol. Assim, o aumento da seletividade para a formação de CO 2 sobre acetaldeído mostrou que os eletrocatalisadores PtRh são promissores candidatos para a eletro-oxidação do etanol se um terceiro elemento for adicionado para aumentar a atividade catalítica deste sistema.Recentemente, mostramos que eletrocatalisadores PtSn/C preparados pelo método da redução por álcool apresentaram boa atividade na eletro-oxidação de etanol e que a adição de uma pequena quantidade de níquel a estes eletrocatalisadores, ou seja, eletrocatalisador PtSnNi/C, leva a um aumento na atividade catalítica [15].Neste trabalho foram preparados eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C pelo método da redução por álcool e testados na eletro-oxidação de etanol por voltametria cíclica utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa [16][17][18]. Procedimento experimentalOs eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C (20% em massa de metais) foram preparados pelo método da redução por álcool [19,20] Os estudos eletroquímicos foram realizados através da técnica do eletrodo de camada fina porosa [16][17][18]. O eletrodo de camada fina porosa foi preparado pela adição de 20 mg do catalisador e 3 gotas de solução de Teflon em 50 mL de água. A ...

Catalysts of PtSn/C Modified with Ru and Ta for Electrooxidation of Ethanol

“…The crystallite size values for the catalysts are consistent with the values already reported in the literature for catalysts based on Pt (2-7 nm) [21,35,36]. Because they are synthesized materials The catalysts exhibited a shift of diffraction peaks to lower values than the 2θ angles of the fcc Pt, indicating an increase in the lattice Pt parameter compared to the pure Pt (a = 3.920 nm), Table 1, probably due to the incorporation of the metals (Sn and/or Ta) in its structure [30].…”

“…The crystallite size values for the catalysts are consistent with the values already reported in the literature for catalysts based on Pt (2-7 nm) [21,35,36]. Because they are synthesized materials with the purpose of catalyzing the electrooxidation of alcohols, and since catalysis occurs on the surface of metals, it is possible to state that the smaller and more homogeneous the distribution of the particles in the material, the greater its surface area and the better its electrocatalytic activity [9,37].…”

Electrochemical reforming of alcohols on nanostructured platinum-tin catalyst-electrodes

“…It is also interesting to note that although slight differences were found at 60 • C among the fuels, methanol solution showed the highest electro-catalytic activity compared to the other molecules at fixed temperature and potential. Complete oxidation of ethanol and ethylene glycol to CO 2 was more difficult than that of methanol (a single carbon molecule) due to the difficulties in C C bond breaking and the formation of CO-intermediates that poisoned platinum anode catalyst [38][39][40]. Ideal reaction pathways take place as follows:…”

Oxidação eletroquímica do etanol utilizando eletrocatalisadores PtRh/C em meio alcalino e sintetizados via borohidreto de sódio e redução por álcool

“…(FIG. 23), ao contrário do que se observa na literatura (Wang;Hsing, 2002;Oliveira Neto, 2006;Ribeiro et al, 2010), que é a formação de ligas metálicas. Rh/C apresentou uma atividade eletrocatalítica relativamente razoável em meio alcalino, quando sintetizado pelo método de redução via Borohidreto de Sódio, diferentemente do que ocorre em meio ácido (Oliveira Neto, 2006;Kowal, 2009;Li et al, 2013).…”