Estudo da composição dos nanofios Pt-Ir/C para a oxidação de etanol

O consumo de energia vem aumentando exponencialmente e com ele a necessidade de desenvolver novas fontes de energia que não polua o ambiente, já que a fonte de energia mais utilizada vem dos combustíveis fósseis. Neste sentido, as células a combustível [1] produzem eletricidade de forma mais eficiente e são dispositivos eletroquímicos que convertem a energia química de combustíveis diretamente em energia elétrica. Catalisadores bimetálicos permitem uma maior reatividade de superfície e flexibilidade no design das nanoestruturas [2], no entanto, tornam-se inutilizáveis devido ao alto custo [3] sendo necessários estudos focados no desenvolvimento de novas estruturas para melhorar a sua atividade catalítica. O objetivo deste trabalho foi preparar nanofios de Pt-Ir (20 % de carga metálica) na proporção atômica (90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50) suportados em pó de carbono pelo método de redução química dos precursores utilizando ácido fórmico como agente redutor com a finalidade de estudar a estabilidade dos mesmos e a sua eficiência para a oxidação eletroquímica de etanol em meio ácido. Todos os experimentos foram conduzidos em solução aquosa livre de surfactante e à temperatura ambiente. Para o crescimento dos nanofios no substrato de carbono, foram dissolvidos 0,8 mg de carbono (Vulcan XC–72) sob agitação em uma solução contendo ácido hexacloroplatinico (Sigma-Aldrich) e/ou cloreto de irídio hidratado (Sigma-Aldrich). A solução permaneceu estocada à temperatura ambiente por 72 horas. O produto foi lavado diversas vezes e levado para secagem a 60 °C por 30 min. Para a realização das análises eletroquímicas foram utilizados os eletrodos: carbono vítreo como eletrodo de trabalho, contra eletrodo de platina e o eletrodo de hidrogênio na mesma solução como referência. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) obtidas dos catalisadores de Pt0,80-Ir0,20/C mostraram nanofios com largura em torno de 4 nm e interligados de modo a formar aglomerados com tamanhos semelhantes. O difratograma de raios X do catalisador apresentou a orientação dos planos cristalinos (111), (200), (220), (311) e (222), confirmando a formação da estrutura cfcda Pt. Os nanofios de Pt0,80-Ir0,20/C apresentaram-se mais ativos frente a reação de oxidação de etanol em relação aos outros nanofios de Pt-Ir/C, apresentando maiores valores de pseudodensidade de corrente de oxidação de etanol e início da reação 0,44V em potencias menos positivos.