Estudo da eletro-oxidação do glicerol ulizando eletrocatalisadores contendo níquel e grafeno

Abstract

As células a combustível representam uma tecnologia emergente para a geração de energia limpa e eficiente, com diferentes tipos em desenvolvimento para várias aplicações. O glicerol, um subproduto abundante da produção de biodiesel, tem ganhado atenção como um combustível alternativo em células a combustível de álcool direto devido às suas propriedades favoráveis e fonte renovável. O principal desafio técnico é o desenvolvimento de catalisadores eficientes e acessíveis, como os à base de níquel, para otimizar a oxidação do glicerol em meio alcalino. Técnicas de análise como a voltametria cíclica (VC) são usadas para avaliar os processos redox envolvidos. Este trabalho teve como objetivo estudar o desempenho de um catalisador de níquel suportado em grafeno frente a reação de eletro-oxidação do glicerol. Os resultados ressaltam a viabilidade do glicerol como um combustível alternativo em células a combustível e evidenciam o bom desempenho do catalisador de níquel suportado em grafeno que foi sintetizado. As medidas eletroquímicas forneceram informações sobre os processos redox que ocorrem nas partículas de níquel do catalisador e da reação de oxidação do glicerol. Constatou-se que uma concentração de glicerol superior a 0,3 mol L-1 em KOH 1,0 mol L-1 prejudica a eficácia da reação de eletro-oxidação, uma vez que o pico de oxidação não é mais detectado nessas condições. Outra informação relevante é que foram necessários em torno de 50 ciclos na fase de ativação para estabilizar a corrente elétrica e consequentemente ativar completamente a estrutura do catalisador para início da reação. As investigações sobre a estabilidade do filme formado no eletrodo durante a reação de eletro-oxidação do glicerol revelaram uma diminuição na corrente à medida que o número de ciclos aumentava. Isso pode ser atribuído tanto ao lixiviamento do filme na solução quanto ao bloqueio dos sítios ativos do catalisador devido à formação de subprodutos da reação de oxidação. Finalmente, o estudo de envelhecimento da suspenção mostrou que todas as dispersões mantiveram sua atividade eletrocatalítica após 25 dias, sinalizando a estabilidade do material em suspenção a longo prazo.