• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.75.2013.tde-30072013-091128
Documento
Autor
Nombre completo
Sabrina Campagna Zignani
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2013
Director
Tribunal
Gonzalez, Ernesto Rafael (Presidente)
Colmati Junior, Flávio
Albuquerque, Hamilton Brandão Varela de
Gomes, Janaina Fernandes
Leon, Jose Joaquin Linares
Título en portugués
Estudo da estabilidade de catalisadores anódicos em células a combustível
Palabras clave en portugués
eletrocatalisadores
estabilidade
etanol
Resumen en portugués
Eletrocatalisadores de Pt-Sn suportados em carbono de elevada área superficial foram preparados por redução química de precursores metálicos em solução usando como agente redutor o ácido fórmico 0,5 M, 0,1 M e 2 M e caracterizados em termos de estrutura, morfologia e propriedades superficiais para aplicação em células a combustível a etanol direto (DEFC). Os catalisadores foram caracterizados por fluorescência de raios X (XRF), difração de raios X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e análise termogravimétrica (TGA). Os testes eletroquímicos dos catalisadores foram realizados com o uso de medidas de polarização, voltametria cíclica e linear, testes de estabilidade a potencial constante, e espectroscopia de impedância eletroquímica. A melhor composição atômica superficial, em termos de desempenho eletroquimico foi Pt3Sn1/C. Sobrepotenciais ânodicos são necessários de modo a gerar espécies oxidadas na superfície de platina, desta maneira a reação é favorecida. Em termos de produtos de oxidação, o acetaldeído e o ácido acético foram os principais produtos detectados por HPLC, com um baixo teor de CO2. A seletividade para o ácido acético com respeito ao acetaldeído aumentou com o teor de Sn e diminuiu com a menor concentração do agente redutor utilizado na preparação do catalisador. Estudos de estabilidade com base no catalisador Pt3Sn1/C foram realizados e o efeito de diferentes procedimentos de liga/desconexão da célula investigados. Testes de 250h a 0.4V incluindo tres ciclos de liga/desconexão a 50h, 150h e 200h são apresentados. Na sequência foram analisados os materiais com testes de estabilidade contínuo de 220 h em 0,4 V com recirculação de etanol. Pode-se dizer que no caso de um procedimento contínuo o sitema é menos afetado devido a menor perda em relação a corrosão do material. Análise morfológica e estrutural pós-testes forneceram informações complementares no que diz respeito ao diagnóstico eletroquímico in-situ e sobre o mecanismo de degradação. O aspecto mais crítico em relação às perdas irrecuperáveis aparece estar relacionado com a corrosão de Sn. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, o protocolo de liga/desconexão foi o que mais afetou o desempenho geral da célula.
Título en inglés
Study of stability of anodic catalysts in fuel cell
Palabras clave en inglés
electrocatalysts
ethanol
stability
Resumen en inglés
Pt-Sn electrocatalysts supported on carbon having high surface area were prepared by chemical reduction of metal precursors in solution using 0.5 M, 0.1 M and 2 M formic acid. These electrocatalysts used as anode materials for direct ethanol fuel cells (DEFC), have been physico-chemically characterized in terms of structure, morphology and surface properties. The catalysts were characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Transmission electron microscopy (TEM) e Thermogravimetric Analysis (TGA). The electrochemical properties of such electrocatalysts were investigated by using polarization measurement, cyclic and linear voltammetry, potentiostatic lifetime tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The best composition, in terms of electrochemical performance was the Pt3Sn1/C sample. High anode overpotentials are required in order to generate oxidized species on the platinum surface, which favor the reaction is favored. Essentially, acetaldehyde and acetic acid were detected as the main reaction products, whereas, a low content of CO2 was detected. The selectivity towards acetic acid with respect to acetaldehyde increased with the increase of the Sn content and decreased by decreasing the concentration of the reducing agent used in the catalyst preparation. Stability tests of a DEFC based on a Pt3Sn1/C catalyst was studied and the effect of different cell shut-down procedures investigated. Tests of 250 h at 0.4 V cell potential which include three intermediate shut-down/start-up cycles at 50, 150 and 200 h were was analyzed. Stability tests of 220 h at 0.4 V with recirculation of ethanol were carried out. In the case of a continuous procedure the system is less affected due to the lower loss compared material. Morphological analysis of structural and post-tests provide additional information regarding the diagnosis and in-situ electrochemical effects on the mechanism of degradation. The most critical aspect in respect of irrecoverable losses appears to be related to the corrosion of Sn. Based on the results obtained in this study, the protocol of start/stop was the one that most affects the overall performance of the cell.
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
Fecha de Publicación
2013-10-10
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores
Centro de Informática de São Carlos
Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP. Copyright © 2001-2022. Todos los derechos reservados.