Abstract PdSb catalyst prepared in different compositions were applied as an anode in a polymeric electrolyte reactor - fuel cell type (PER-FC) to convert methane into oxygenated products and energy in mild conditions. The PER-FC polarization curves for Pd90Sb10/C presented maximum current density about 0.92 mW cm-2 about 15% higher than PdSb materials. However, the material Pd50Sb50/C showed higher reaction rate for methanol generation than the other materials occurring close to the OCV (r ~ 7 mol L-1 h-1). The qualitative analyses of PER-FC effluent by FT-IR identified products as methanol, carbonate and formate ions from the partial oxidation of methane for all materials.

Eletrocatalisadores Pd/C, Au/C e PdAu/C com diferentes razões atômicas foram preparados utilizando-se irradiação por feixe de elétrons e testados na oxidação eletroquímica de glicerol em uma célula alcalina a glicerol direto (ADGFC). Os difratogramas de raios X (XRD) evidenciaram a presença de fases ricas em Pd (fcc) e Au (fcc). As análises de voltametria cíclica (CV) e cronoamperometria indicaram que o eletrocatalisador com razão atômica 50:50 demonstrou atividade superior para a oxidação eletroquímica do glicerol a temperatura ambiente. As análises de infravermelho com transformada de Fourier no modo de refletância total atenuada (ATR-FTIR) in situ identificaram como principais produtos da oxidação eletroquímica do glicerol: 1,3-diidroxi-2-propanona, gliceraldeído e glicolato. Os experimentos em célula unitária foram realizados entre 50 e 90 ºC e foi constatado que o melhor desempenho aconteceu a 80 ºC.

Pd/C, Au/C and PdAu/C electrocatalysts with different atomic ratios prepared using electron beam irradiation were tested for glycerol electrooxidation in single alkaline direct glycerol fuel cell (ADGFC). X-ray diffractograms (XRD) of PdAu/C electrocatalysts showed the presence of Pd (fcc) and Au (fcc) phases. Cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry showed that PdAu/C electrocatalyst with Pd:Au atomic ratio of 50:50 demonstrated superior activity for glycerol electrooxidation, at room temperature. In situ Fourier transform infrared spectroscopy by attenuated total reflectance (ATR-FTIR) experiments were performed for the electrocatalysts, identifying oxalate, glycerate ion, 1,3-dihydroxy-2-propanone, glyceraldehyde and glycolate as products of glycerol electrooxidation. Experiments with single ADGFC were carried out from 50 to 90 ºC, using Pd/C electrocatalyst; the best performance was obtained at 80 ºC.

Neste estudo, a reação de oxidação de etanol (EOR) foi investigada usando materiais nanoestruturados ternários compostos de IrPtSn/C nas proporções em massa Ir:Pt:Sn de 60:30:10, 60:20:20 e 60:10:30, preparados pelo método de precursores poliméricos e comparados com o eletrocatalisador de origem comercial PtSn/C E-TEK. A caracterização por difratometria de raios-X foi utilizada para obter informações acerca da estrutura dos materiais e a microscopia eletrônica de transmissão mostrou que os tamanhos médios das partículas variaram de 5 até 7 nm. A atividade eletrocatalítica foi investigada empregando experimentos cronoamperométricos em 0,5 V vs. RHE e através da espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier no modo de refletância total atenuada (FTIR-ATR) in situ. Baseado nos experimentos de FTIR-ATR in situ, observou-se que o melhor material IrPtSn/C 60:20:20 levou à formação de acetaldeído em altas intensidades e CO2 em baixas intensidades. Utilizando-se o material IrPtSn/C 60:20:20, foi possível diminuir a quantidade de platina em ca. 73% em comparação com o eletrocatalisador PtSn/C E-TEK, tendo um aumento de ca. 282% na densidade de corrente nos experimentos cronoamperométricos.

In this work, the ethanol oxidation reaction (EOR) was investigated using ternary nanostructured materials composed of IrPtSn/C in mass proportions of Ir:Pt:Sn at 60:30:10, 60:20:20 and 60:10:30, prepared with a polymeric precursor method and compared with commercial electrocatalyst PtSn/C E-TEK. X-ray diffractometry was used to obtain information about the structure of the material. The transmission electron microscopy showed particle sizes of 5-7 nm. The electrocatalytic activity was investigated using chronoamperometry experiments at 0.5 V vs. RHE and by in situ Fourier transform infrared spectroscopy by attenuated total reflectance (FTIR-ATR) experiments. From in situ FTIR-ATR experiments, it can be seen that using the best material IrPtSn/C 60:20:20, the acetaldehyde was produced at high intensities and CO2 at lower intensities. The use of IrPtSn/C 60:20:20 materials became possible to diminish the Pt fraction to ca. 73% in comparison to the PtSn/C E-TEK electrocatalyst, with an improvement of ca. 282% in the current density of the chronoamperometric experiments.

Este estudo investiga o efeito promotor de anodos eletrocatalisadores do tipo PtSnIr/C (1:1:1), preparados pelo método de precursor polimérico, na reação de oxidação de etanol em uma célula a combustível de etanol direto (DEFC). Todos os materiais usados foram metal 20% m/m com relação a carbono. Análise por espectroscopia fotoelétrica de raios X (XPS) mostrou a presença de Pt, PtOH2, PtO2, SnO2 e IrO2 na superfície do eletrocalisador, indicando uma possível estrutura de partícula revestida. Análise por difratometria de raios X (XRD) indicou Pt e Ir metálicos assim como a formação de uma liga com Sn. Utilizando eletrocatalisadores do tipo PtSnIr/C preparados para este estudo com quantidades de Pt duas vezes menor que em eletrocatalisadores do tipo PtSn/C E-tek, foi possível obter a mesma densidade de potência máxima encontrada para o material comercial. O produto de reação principal foi ácido acético provavelmente devido a presença de óxidos, neste caso o mecanismo bifuncional é predominante, mas um efeito eletrônico não deve ser descartado.

This study investigates the promoting effect of PtSnIr/C (1:1:1) electrocatalyst anode, prepared by polymeric precursor method, on the ethanol oxidation reaction in a direct ethanol fuel cell (DEFC). All of the materials used were 20% metal m/m on carbon. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed the presence of Pt, PtOH2, PtO2, SnO2 and IrO2 at the electrocatalyst surface, indicating a possible decorated particle structure. X-ray diffractometry (XRD) analysis indicated metallic Pt and Ir as well as the formation of an alloy with Sn. Using the PtSnIr/C electrocatalyst prepared here with two times lower loading of Pt than PtSn/C E-tek electrocatalyst, it was possible to obtain the same maximum power density found for the commercial material. The main reaction product was acetic acid probably due to the presence of oxides, in this point the bifunctional mechanism is predominant, but an electronic effect should not be discarded.