Síntese de eletrocatalisadores de PtCu@Cu, PtNi@Ni para aplicação na oxidação eletroquímica de etanol.

O crescente aumento da demanda energética mundial tem intensificado a busca por novas fontes de energia renováveis e não poluentes com baixo consumo energético. Entre estas, a tecnologia de células a combustível tem se mostrado uma alternativa promissora para resolver tanto as questões referentes à demanda de energia como as ambientais [1]. O etanol surge como alternativa viável e eficiente para ser usado como combustível. Apesar de apresentar alguns problemas em seu processo de eletro-oxidação, a busca pelo desenvolvimento do melhor catalisador para promover a quebra de ligações C−H e O−H em moléculas de álcoois em temperatura ambiente, tendo como ênfase a platina Pt [2] é factível. Assim, um eletrocatalisador efetivo na oxidação eletroquímica do etanol deve apresentar uma superfície apropriada para promover a quebra das ligações C-H seguida pela quebra da ligação C-C e a subsequente oxidação dos intermediários a CO2 na presença de espécies oxigenadas. Desta forma, a melhora no efeito catalítico gerada pela junção de metais (eletrocatalisadores binários) tem sido atribuída ao efeito eletrônico, ao mecanismo bifuncional e ao efeito geométrico. Sendo assim, neste trabalho foram sintetizados eletrocatalisadores PtCu@Cu (50:25:25), PtNi@Ni (50:25:25) via redução química por ácido fórmico e foram utilizados no estudo da oxidação eletroquímica de etanol em meio ácido (H2SO4 0,5 mol L-1), visando futuras aplicações em células a combustível de etanol direto. A caracterização físico-química foi realizada por difratometria de raios X e por microscopia eletrônica de transmissão e a reação de oxidação de etanol foi avaliada através da voltametria cíclica, cronoamperometria e curvas de polarização. Todos os eletrocatalisadores foram comparados com o eletrocatalisador Pt/C comercial (Alfa Aesar) 10% de Pt. Os resultados mostraram uma maior eficiência catalítica e estabilidade dos eletrocatalisadores sintetizados em comparação ao eletrocatalisador Pt/C comercial. No processo de oxidação de etanol em meio ácido, o eletrocatalisador PtCu@Cu apresentou um potencial de início de oxidação de 0,47 V vs. EHMS, enquanto que o PtNi@Ni e o Pt/C – comercial apresentaram potenciais de início de oxidação de 0,52 V vs EHMS e 0,68 V vs. EHMS respectivamente, mostrando que os eletrocatalisadores são mais eficientes que o catalisador comercial.