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Biblioteca Virtual de Teses e Dissertações

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Palavras-Chave (PT):

Resumo Original (PT):

A OXIDAÇÃO DE PEQUENOS COMPOSTOS ORGÂNICOS, TAIS COMO: GÁS NATURAL, METANO, PROPANO, METANOL, ETANOL E ETC, TEM GERADO UM GRANDE INTERESSE PARA A UTILIZAÇÃO EM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL, POIS, O HIDROGÊNIO PODE SER OBTIDO POR REFORMA CATALÍTICA DOS MESMOS E OU POR OXIDAÇÃO DIRETA DOS COMBUSTÍVEIS. PORÉM, O ELETROCATALISADOR MAIS UTILIZADO PARA A OXIDAÇÃO, A PLATINA, É FACILMENTE ENVENENADO PELA ADSORÇÃO QUÍMICA DO MONÓXIDO DE CARBONO (CO). O CO SE ADSORVE DE DUAS MANEIRAS; A PRIMEIRA, DE FORMA LINEAR, UTILIZANDO UM SÍTIO DE PLATINA E, A SEGUNDA, EM FORMA DE PONTE, UTILIZANDO DOIS SÍTIOS, FAZENDO COM QUE O RENDIMENTO E EFICIÊNCIA DA CÉLULA A COMBUSTÍVEL SEJA COMPROMETIDO. ASSIM TORNA-SE NECESSÁRIO O DESENVOLVIMENTO DE ELETROCATALISADORES QUE SEJAM MAIS TOLERANTES AO ENVENENAMENTO POR CO. UMA ALTERNATIVA SERIAM OS MATERIAIS INTERMETÁLICOS, QUE SÃO UM TIPO ESPECIAL DE LIGA METÁLICA, FORMADA DE PLATINA E OUTROS METAIS M (M = MN, PB, SB E SN). APRESENTARAM CARACTERÍSTICAS COMO: ORDENAÇÃO ESTRUTURAL CONSTANTE POR TODO O CORPO, POSSUEM UMA GRANDE ESTABILIDADE FÍSICO-QUÍMICA, APRESENTAM UMA MAIOR DISTÂNCIA ENTRE OS SÍTIOS PT-PT E UM MENOR CUSTO , POIS, UTILIZAM UMA QUANTIDADE DE PLATINA MENOR. OS MATERIAIS FORAM ESTUDADOS ATRAVÉS DAS TÉCNICAS DE VOLTAMETRIA CÍCLICA (VC), VOLTAMETRIA DE VARREDURA LINEAR (VVL), CRONOAMPEROMETRIA E FTIR. OS RESULTADOS DE VC MOSTRARAM QUE TODOS OS INTERMETÁLICOS APRESENTARAM DISTINTOS PERFIS VOLTAMÉTRICOS E POTENCIAIS DE OXIDAÇÃO MAIS ANÓDICOS PARA TODOS OS MATERIAIS. NA VOLTAMETRIA EM SOLUÇÃO DE H2SO4 0,15M, SATURADA COM CO, PODE-SE IDENTIFICAR DIFERENTES FORMAS DE OXIDAÇÃO DE CO NOS MATERIAIS PTMN E PTSN QUE APRESENTARAM DOIS PICOS DE OXIDAÇÃO E OS OUTROS INTERMETÁLICOS, PTPB E PTSB APENAS UM ÚNICO PICO. NOS RESULTADOS DE VOLTAMETRIA DE VARREDURA LINEAR COM CO ADSORVIDO SOBRE A SUPERFÍCIE, TODOS OS MATERIAIS MANTIVERAM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS APRESENTADA PARA O CO EM SOLUÇÃO, PORÉM, APENAS O MATERIAL PTSN APRESENTOU APENAS UM PICO DO OXIDAÇÃO DE CO. OS RESULTADOS DE CRONOAMPEROMETRIA MOSTRARAM QUE OS MATERIAIS PTSN E PTMN SE ASSEMELHAM MUITO QUANDO COMPARADOS A PLATINA PURA, PORÉM, O PRIMEIRO APRESENTOU UMA VELOCIDADE DE OXIDAÇÃO MAIOR QUE A PLATINA, POIS, POSSUI UMA MAIOR DENSIDADE DE CORRENTE. JÁ OS MATERIAIS PTPB E PTSB APRESENTARAM COMPORTAMENTO SEMELHANTE ENTRE ELES, SENDO QUE NOS POTENCIAIS ONDE FORAM OBTIDAS AS CORRENTES MÁXIMAS, ESTÃO RELACIONADOS COM A FORMAÇÃO DE OXIDO NA SUPERFÍCIE DO MATERIAL, SUGERINDO QUE O CO SEJA MAIS FACILMENTE OXIDADO DEVIDO A FORMAÇÃO DE ÓXIDOS. AS ANÁLISES DE FTIR, MOSTRARAM QUE TODOS OS MATERIAIS FORAM CAPAZES DE OXIDAR O CO E EM POTENCIAIS MENOS POSITIVOS QUE A PLATINA, E QUE APENAS O PTMN APRESENTOU A FORMA DE CO EM ADSORVIDO EM PONTE.

Palavras-Chave (EN):

Resumo Original (EN):

THE OXIDATION OF SMALL ORGANIC COMPOUNDS SUCH AS NATURAL GAS, METHANOL, ETHANOL ETC., HAS HIGHLY INCREASED INTEREST FOR UTILIZATION OF SUCH COMPOUNDS IN FUEL CELLS, ONCE THE HYDROGEN CAN BE EASILY OBTAINED BY CATTHALITIC REFORM OF THE COMPOUNDS OR BY DIRECT OXIDATION OF SUCH FUELS. HOWEVER, PLATINUM, WHICH IS THE MOST USED ELECTROCATALYST IS EASILY POISONED BY CHEMICAL ADSORTION OF CARBON MONOXIDE (CO). CO IS ADSORPTION IN TWO DIFFERENT WAYS: IN THE FIRST ONE, IN A LINEARLY CONFIGURATION, THE ADSORPTION IS PERFORMED USING A PLATINUM SITE, WHILE IN THE SECOND ONE IT IS PERFORMED, IN A BRIDGE CONFIGURATION, USING TWO SITES, COMPROMISING PERFORMANCE AND THE EFFICIENCY OF THE FUEL CELL. FOR SUCH A REASON, THE DEVELOPMENT OF ELECTROCATALYST WHICH ARE MORE TOLERANT TO CO POISONING IS NECESSARY. A POTENTIAL ALTERNATIVE WOULD BE THE INTERMETALLIC MATERIALS, WHICH ARE SPECIAL METALLIC ALLOY, FORMED BY PLATINUM AND OTHER MATERIALS M (M = MN, PB, SB E SN). SUCH MATERIALS HAVE PRESENTED CHARACTERISTICS SUCH AS: CONSTANT STRUCTURAL ORDERING THROUGHOUT THE WHOLE BODY, A LARGE CHEMICAL-PHYSIC STABILITY, A HIGHER DISTANCE AMONG THE SITES PT-PT AND A SMALLER COST, ONCE THEY USE A SMALLER AMOUNT OF PLATINUM. THE MATERIALS HAVE BEEN STUDIED THROUGH CYCLIC VOLTAMMETRY TECHNIQUES (VC), STRIPPING, CHRONOAMPEROMETRIC AND FTIR. THE CYCLIC VOLTAMMETRY RESULTS HAVE SHOWN THAT ALL INTERMETALLIC MATERIALS HAVE PRESENTED DISTINCT VOLTAMMETRY PROFILES AND MORE ANODIC OXIDATION POTENTIALS FOR ALL MATERIALS. IN THE VOLTAMMETRIC WHICH USES A H2SO4 0,15M SOLUTION, SATURATED WITH CO, IT WAS POSSIBLE TO IDENTIFY DIFFERENT FORMS OF CO OXIDATION IN PTMN AND PTSN MATERIALS, WHICH PRESENTED TWO OXIDATION PEAKS, AND SOME OTHERS INTERMETALLICS, PTPB AND PTSB, WHICH PRESENTED AN ONLY PEAK. IN THE STRIPPING RESULTS WITH ADSORBED CO IN THE SURFACE, ALL MATERIALS HAVE KEPT THE SAME CHARACTERISTICS PRESENTED BY THE CO SATURATED SOLUTION, ALTHOUGH ONLY THE PTSN MATERIAL HAS PRESENTED A SINGLE PEAK OF CO OXIDATION. THE CHRONOAMPEROMETRY RESULTS HAVE SHOWN THAT PTSN AND PTMN MATERIALS CLOSELY RESEMBLE PURE PLATINUM, ALTHOUGH THE FORMER ONE HAS PRESENTED AN OXIDATION SPEED HIGHER THAN THE PLATINUM, ONCE IT HAS A HIGHER CURRENT DENSITY. ON THE OTHER HAND, PTPB AND PTSB MATERIALS HAVE PRESENTED SIMILAR BEHAVIOUR, ONCE MAXIMUM CURRENTS ARE RELATED TO THE OXIDE FORMATION IN THE MATERIAL SURFACE, SUGESTING THAT CO IS EASILY OXIDATION DUE TO SUCH OXIDE FORMATION. THE FTIR ANALYSIS SHOW THAT ALL MATERIALS WERE CAPABLE TO OXIDE THE CO IN POTENTIALS WHICH ARE MORE ANODIC THAN THE PLATINUM, AND THAT ONLY PTMN MATERIAL HAVE PRESENTED THE CO BRIDGE FORM.

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