Os carboidratos são amplamente encontrados na natureza e desempenham um papel crucial como fontes de energia. No Brasil, por exemplo, cerca de 16% da matriz energética é proveniente da cana-de-açúcar, nesse contexto, a presente tese propôs uma abordagem inovadora, utilizando células a combustível de líquido direto, abastecidas com extrato de caldo de cana, como uma alternativa viável ao etanol e ao hidrogênio. Essa abordagem oferece vantagens, como melhor logística e diminuição de resíduos como a vinhaça, resultante do processo de obtenção do álcool. O objetivo principal deste estudo foi investigar a oxidação do extrato de cana-de-açúcar em catalisadores de platina e paládio, com o intuito de identificar o metal mais ativo para essa reação. Os resultados revelaram que o catalisador de platina apresentou maior atividade na oxidação dos açúcares, resultando em uma densidade de potência 10 vezes superior à obtida com o paládio. Além disso, a pesquisa avaliou a possibilidade de reduzir os custos de produção das células a combustível e aumentar a atividade por meio da substituição parcial da platina no catalisador por estanho. A adição de estanho no catalisador resultou em um aumento de atividade superior a oito vezes em comparação com a platina pura. A composição Pt₉₀Sn₁₀/C com DPM de 8,7 mW cm^-2 mostrou-se particularmente mais ativa do que outros eletrocatalisadores testados, e, além disso, não foi observada a geração de vinhaça durante a oxidação da solução sintética de caldo de cana na célula a combustível. Os resultados demonstraram que as células a combustível abastecidas diretamente com caldo de cana são plenamente funcionais e representam uma opção promissora para a conversão de caldo de cana (biomassa) em energia, sem a geração de resíduos de vinhaça.

Carbohydrates are widely found in nature and play a crucial role as energy sources. In Brazil, for example, approximately 16% of the energy matrix comes from sugarcane. In this context, the present thesis proposed an innovative approach using direct liquid fuel cells, fueled with sugarcane juice extract as a viable alternative to ethanol and hydrogen. This approach offers advantages, such as better logistical and smaller environmental impact compared to the vinasse generated in the alcohol production process. The main objective of this study was to investigate the oxidation of sugarcane extract in platinum and palladium catalysts to identify the most active metal for this reaction. The results revealed that the platinum catalyst exhibited higher activity in sugar oxidation, resulting in a power density ten times greater than that achieved with palladium. Furthermore, the research evaluated the possibility of reducing the production costs of fuel cells and enhancing their activity by partially replacing platinum in the catalyst with tin. The addition of tin to the catalyst led to an activity increase of over eight times compared to pure platinum. The Pt₉₀Sn₁₀/C composition with MPD of 8.7 mW cm^-2 proved to be particularly more active than other prepared electrocatalysts, and importantly, no vinasse generation was observed during the oxidation of the synthetic sugarcane juice solution in the fuel cell. The results demonstrated that fuel cells directly fueled with sugarcane juice are fully functional and represent a promising option for converting sugarcane juice (biomass) into energy without generating vinasse waste.