Desenvolvimento de catalisadores de níquel suportado em nanotubos de carbono para ânodo de células a combustível de líquido direto

Abstract

O presente trabalho propõe o desenvolvimento de catalisadores de níquel suportados em nanotubos de carbono, visando investigar suas características e desempenho eletroquímico na reação de eletro-oxidação do glicerol, com potencial aplicação em células a combustível alcalinas para a geração de energia limpa e sustentável. As reações de eletro-oxidação do glicerol destacam-se como uma alternativa promissora nesse cenário, uma vez que o glicerol, sendo um combustível renovável, permite não apenas a geração sustentável de energia elétrica, mas também a obtenção de subprodutos com alto valor agregado. A utilização de metais não nobres, como o níquel, é especialmente relevante, devido à sua reconhecida atividade catalítica na oxidação de álcoois e ao entendimento crescente acerca de seus mecanismos de atuação. Paralelamente, o emprego de nanotubos de carbono como suporte catalítico contribui para melhorar a condutividade elétrica e aumentar a área superficial, resultando em um desempenho eletroquímico mais eficiente. A síntese dos catalisadores foi realizada por meio do método poliol modificado, empregando etilenoglicol exclusivamente como agente passivante e redutor, ou em combinação com polivinilpirrolidona e borohidreto de sódio. A caracterização dos materiais incluiu técnicas de difração de raios X, espectroscopia de absorção atômica, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, além de espectroscopia Raman. Esses estudos confirmaram a inserção bem-sucedida do metal no suporte de nanotubos de carbono. A avaliação do desempenho eletroquímico dos catalisadores foi conduzida por meio de voltametria cíclica e cronoamperometria em sistemas de meia-célula. Os resultados obtidos mostraram que os catalisadores desenvolvidos atenderam aos objetivos propostos, com destaque para o Ni/NTC, que apresentou a melhor resposta eletrocatalítica, demonstrando potencial promissor para aplicação futura em células a combustível de glicerol direto.