Desenvolvimento de eletrocatalisador de PdCu/C para uso em ânodos de célula a combustível de hidrazina

Abstract

O estudo de celulas a combustivel surgiu com a necessidade de novos recursos de energia e de tecnologias tendo em vista a atual escassez dos recursos energeticos. Uma celula a combustivel e basicamente um dispositivo de conversao de energia quimica em energia eletrica de forma direta, tendo uma vasta aplicacao. As celulas que utilizam PEMFC – Próton Exchange Membrane Fuel Cell, sao as que apresentam maior densidade de potencia e tambem fazem parte da classe das celulas que tem uma baixa faixa de temperatura para sua operacao. Uma celula a combustivel geralmente utiliza como combustivel o hidrogenio. A hidrazina e um liquido combustivel que ja vem sendo estudado em celulas a combustivel de baixas temperaturas como alternativa ao uso do hidrogenio, possuindo varios pontos positivos a seu favor: i) em sua eletro-oxidacao nao ha producao de CO2, e ii) nao ter producao de espécies que envenenam os eletro-catalisadores atraves de uma forte adsorcao superficial. Devido a baixa faixa de temperatura de operacao, e necessario o uso de eletrocatalisadores, podendo ser formados por Au, Pt, Pd Ag e tendo como base o Cu. Foram sintetizados catalisadores com tres tipos diferentes de proporcao metalica Pd/Cu, sendo todos com uma porcentagem de metal de 20% e 80% carbono. Depois de prontos, foram feitas as caracterizacoes por DRX e avaliacao da composicao. A seguinte etapa foi executada mediante a montagem de um esquema de celula a combustivel. Apos a montagem foi testado o desempenho da celula com ajuda de um potenciostato/galvanostato disponivel na Central Analitica do Instituto de Quimica, e um sistema experimental desenvolvido no Laboratorio de Desenvolvimento de Processos Quimicos. O objetivo geral do presente trabalho e executar o projeto de uma celula combustivel e testar seu desempenho com os catalisadores de paladio (Pd), em variadas proporcoes da liga metalica com cobre (Cu) sintetizados para o estudo. Em virtude disso tendo como resultados mais significativos, temos em destaque a sintese dos eletrocatalisadores, sua caracterização fisico-quimica, e a demonstracao da proporcao Pd/Cu mais adequada para o Maximo desempenho da celula.