Síntese, caracterização e aplicação de nanopartículas de metais nobres para a reação de eletro-oxidação de glicerol visando a aplicação em células a combustível.

Resumo

O presente projeto tem como objetivo preparar, caracterizar e aplicar nanopartículas (NPs) de metais nobres na reação de eletro-oxidação do glicerol visando o emprego em células a combustível. O qual se insere nas diretrizes do programa Nacional de Produção e uso do Biodiesel (PNPB) e da obrigatoriedade da adição do biodiesel ao combustível de petróleo, Lei 11097/2005. O incremento de glicerol, coproduto do biodiesel, no mercado brasileiro tende a trazer sérios problemas na logística dessa produção e ao meio ambiente. Nesse contexto, a reação de eletro-oxidação de glicerol, além de trazer uma excelente perspectiva de mais uma fonte de energia limpa, torna-se uma alternativa viável para solucionar o excesso de glicerol inerente da produção. Para isso, pretendemos sintetizar NPs na forma metálicas/bimetálicas (Au, Ag, Pd e suas composições) para melhorar a eficiência da reação de eletro-oxidação do glicerol especialmente em meio básico. A síntese será realizada pela dissolução de quantidades conhecidas de sais metálicos com polivinilpirrolidona em água ultrapura, nos quais serão adicionados uma solução de glicerol-NaOH para obtenção da solução coloidal de nanopartículas. As NPs serão caracterizadas por diferentes técnicas: potencial Zeta, para verificar a estabilidade e a distribuição do tamanho das partículas; espectroscopia de absorção UV-Vis para acompanhar a síntese das nanopartículas; microscopia eletrônica de transmissão (TEM) para ver tamanho, distribuição de partícula e homogeneidade; espectroscopia de energia dispersiva (EDX) para analisar semi-quantitativamente a composição das nanopartículas; difratometria de Raios X (DRX) para determinar o grau de liga, segregação de fase e tamanho de cristalito; análise termogravimétrica (TGA), para checar a carga metálica, etc. A eficiência das NPs na reação de eletro-oxidação será avaliada por meio de técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. A espectroscopia de FTIR será utilizada para determinar os intermediários e produtos formados ao longo da reação de eletro-oxidação. A espectroscopia de RMN de 13C será utilizada para avaliar a interação do glicerol com as NPs. Finalmente, as NPs que apresentarem melhor eficiência catalítica e seletividade para a eletro-oxidação do glicerol serão investigadas seu desempenho em célula unitária à combustível de glicerol direto.