Estudo do efeito crossover de metanol na reação de redução de oxigênio em células a combustível

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Marinho, Vera Lúcia da Silva
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/3890071608990037
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Exatas; BR; UFAM; Programa de Pós-graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Células de metanol; Efeito crossover; Desempenho elétrico; Fuel cells; Effect crossover; Electrochemical performance; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA
• Link de acesso: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/3334

As células a combustível de metanol direto são fontes alternativas de energia para dar suporte principalmente às baterias. A sociedade científica vem nas últimas décadas realizando experimentos para superação das barreiras técnicas que impedem sua comercialização. O efeito crossover de metanol, do anodo para o cátodo através da membrana, é um problema muito sério que reduz severamente o potencial da célula, a densidade de corrente, a utilização de combustível e, portanto o desempenho da célula. O objetivo deste trabalho é compreender melhor o efeito crossover de metanol neste tipo de tecnologia e tentar minimizar os efeitos negativos melhorando a eficiência da célula a combustível. Para isso foram preparados eletrocatalisadores de Pt com a impregnação de um segundo metal tanto para o ânodo como para o cátodo usando três diferentes métodos: redução por álcool (MRA), etilenoglicol (MRE) e ácido fórmico (MAF) como agentes redutores. A fabricação dos eletrodos seguiu a técnica de pintura e o eletrólito empregado foi a membrana de Nafion 117. Para a caracterização física dos eletrocatalisadores modificados, amostras foram submetidos às técnicas de energia dispersiva de raio-x e difração de raios-X. O grau de crossover de metanol através da membrana foi investigado durante os testes eletroquímicos dos eletrodos modificados de PtMo/C, ânodo, e PtCo/C e PtNi/C, cátodo, por meio de curvas de polarização realizados na célula unitária. Os resultados mostraram que o método de redução por álcool é o melhor para impregnação da platina, porém a liga formada por este metal possui atividade catalítica ineficiente para oxidação do metanol o que conduz a elevado efeito crossover de metanol e consequentemente desempenho eletroquímico reduzido. Os eletrodos de PtCo/C e PtNi/C modificados tiveram resultados aproximados aos comerciais e mostram-se eficientes para redução do oxigênio e tolerantes a oxidação de metanol. Assim, podemos afirmar que minimizando os efeitos do crossover de metanol sob o desempenho eletroquímico podemos obter células de metanol direto eficientes e capazes de dar suporte às baterias .