Carbonitretos Metálicos e Compósitos de Carbono Nanoestruturados como Eletrocatalisadores Não-nobres para a Reação de Redução de Oxigênio

Resumo

O desenvolvimento de dispositivos de alta eficiência de conversão de energia é de grande importância no atual cenário tecnológico mundial para o desenvolvimento de uma sociedade sustentável, com fontes não poluentes e confiáveis. Neste contexto, dispositivos eletroquímicos, como as células a combustível de hidrogênio ou de combustíveis líquidos diretos como álcoois e ácido fórmico ou íons formato, aparecem em destaque devido à alta eficiência de eletro-conversão de energia. No entanto, a reação de redução de oxigênio (RRO) é o entrave tecnológico destes sistemas, apresentando sobrepotenciais que limitam a eficiência energética de aplicação. Atualmente, os melhores desempenhos eletrocatalíticos para a RRO são obtidos com a utilização de materiais eletródicos baseados em metais nobres como, por exemplo, platina e paládio, o que eleva o custo dos dispositivos. Além disso, estes eletrocatalisadores não apresentam estabilidade satisfatória para longos tempos de operação. Neste sentido, há a necessidade do desenvolvimento de eletrocatalisadores alternativos, de menor custo, formados metais abundantes e que apresentem alta atividade e estabilidade para a RRO. Portanto, este projeto de pesquisa tem como objetivo a síntese e investigação de materiais que satisfaçam essas condições, baseados em carbonitretos de molibdênio e compósitos de carbono dopados com nitrogênio e ferro, para serem empregados nos cátodos de células a combustível que operam com eletrólito polimérico de troca de prótons.