Atividade e estabilidade de eletrocatalisadores single-atom de cobre para a reação de redução de oxigênio (2025)
- Authors:
- Autor USP: GHIRALDELLI, GUILHERME HENRIQUE SIQUEIRA - IQSC
- Unidade: IQSC
- Assunto: CÉLULAS A COMBUSTÍVEL
- Language: Português
- Abstract: O desenvolvimento de eletrocatalisadores estáveis e altamente ativos é essencial para o desenvolvimento de dispositivos de conversão de energia limpos e eficientes, como as células a combustível. Atualmente, os eletrocatalisadores formados por estruturas do tipo M-N-C single-atom, ou seja, átomos de determinado metal ancorados em uma matriz de carbono dopada com nitrogênio, mostram-se promissores para a substituição da platina para a reação de redução de oxigênio (RRO) no cátodo. Porém, mesmo com atividade desejável, esses materiais enfrentam um grande desafio devido à baixa estabilidade, sendo degradados ao longo de poucas horas de uso, o que impede seu uso em grande escala. Portanto, a busca por meios de tornar esses materiais mais estáveis é imprescindível para viabilizar a sua aplicação. Esse trabalho teve como objetivo investigar a estabilidade e atividade de eletrocatalisadores a base de cobre de estrutura Cu-N-C, na qual single-atoms de cobre se encontram ancorados à nitrogênios em uma matriz de carbono. O cobre foi escolhido como centro metálico tendo-se como inspiração o centro ativo em diversas classes de enzimas naturais para RRO e sua alta abundância na natureza. Investigou-se, adicionalmente, a modificação do Cu-N-C com a adição de selênio, inspirados na glutationa peroxidase, que funciona como um ‘scavenger’ de peróxidos e outros intermediários reativos que podem degradar o centro ativo do material. As sínteses para a obtenção dos single-atom foram feitas por pirólise e posterior evaporação de selênio. Os resultados obtidos mostraram que os eletrocatalisadores formados por single-atom de cobre são ativos para RRO, sendo que clusters metálicos tem atividade desprezível para a eletrocatálise da reação, com valores de meia-onda próximos de 0,65 V, valor este maior do que os comumente reportados na literatura (cerca de 0,5V).
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
-
ABNT
GHIRALDELLI, Guilherme Henrique Siqueira. Atividade e estabilidade de eletrocatalisadores single-atom de cobre para a reação de redução de oxigênio. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f38a969b-54c5-4e98-8745-ed296fb259e8/Guilherme_Henrique_S_Ghiraldeli_TCC_%281%29.pdf. Acesso em: 21 jan. 2026. -
APA
Ghiraldelli, G. H. S. (2025). Atividade e estabilidade de eletrocatalisadores single-atom de cobre para a reação de redução de oxigênio (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f38a969b-54c5-4e98-8745-ed296fb259e8/Guilherme_Henrique_S_Ghiraldeli_TCC_%281%29.pdf -
NLM
Ghiraldelli GHS. Atividade e estabilidade de eletrocatalisadores single-atom de cobre para a reação de redução de oxigênio [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 21 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f38a969b-54c5-4e98-8745-ed296fb259e8/Guilherme_Henrique_S_Ghiraldeli_TCC_%281%29.pdf -
Vancouver
Ghiraldelli GHS. Atividade e estabilidade de eletrocatalisadores single-atom de cobre para a reação de redução de oxigênio [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 21 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f38a969b-54c5-4e98-8745-ed296fb259e8/Guilherme_Henrique_S_Ghiraldeli_TCC_%281%29.pdf
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