PROCESSO DE FUNCIONALIZAÇÃO DE FONTES DE CARBONO PELO CRESCIMENTO EM SUA SUPERFÍCIE DE CADEIAS POLIMÉRICAS CONDUTORAS DE ÍONS PARA APLICAÇÃO EM CÉLULAS À COMBUSTÍVEL DO TIPO MEMBRANA TROCADORA DE PROTONS

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Abstract

PROCESSO DE FUNCIONALIZAÇÃO DE FONTES DE CARBONO PELO CRESCIMENTO EM SUA SUPERFÍCIE DE CADEIAS POLIMÉRICAS CONDUTORAS DE ÍONS PARA APLICAÇÃO EM CÉLULAS À COMBUSTÍVEL DO TIPO MEMBRANA TROCADORA DE PROTONS. Pertencente ao setor de eletrocatalisadores para células a combustível do tipo eletrólito polimérico sólido, diz respeito a uma forma de ativação química da superfície micro nanoscópica de uma fonte de carbono, preferencialmente negro de fumo, e gerando o crescimento de cadeias poliméricas condutoras de prótons na superfície da fonte de carbono, para realizar a ancoragem das nanopartículas de metais e ligas metálicas, do tipo Pt e PtRu e outras, utilizando qualquer método do estado da técnica para preparação dos catalisadores dispersos e criação ou enxerto das cadeias poliméricas condutoras de prótons crescidas a partir da superfície. O processo consiste em 5 etapas: Etapa 1 - Reação do uma fonte de carbono com agentes oxidantes visando a formação de grupos carboxílicos, álcoois, cetonas, éteres e outros na superfície do uma fonte de carbono e filtragem, lavagem e secagem do material com água para eliminação do agente oxidante até pH neutro e até eliminação dos sais e outros compostos formados. Etapa 2 - Reação do material obtido na Etapa 1 com cloreto de tionila, DMAP ou qualquer agente ativador de reação ou suas misturas, seguida da sua eliminação e seu solvente restantes e da secagem do material obtido. Etapa 3 - Reação do material obtido na Etapa 2 com o agente iniciador ácido 4,4 azobiscianovalérico ou qualquer agente AZO ou agente iniciador de polimerização ou suas misturas, e filtragem, lavagem e secagem do material obtido. Etapa 4 - Reação do material obtido na Etapa 3 com o monômero dos respectivos polímeros para crescimento das cadeias do polímero na superfície da fonte de carbono. Etapa 5 - Reação do material obtido na Etapa 4 com ácido sulfúrico, ou ácido nítrico, ou outros ácidos, ou suas misturas, para tornar o polímero um condutor de prótons e filtragem, lavagem e checagem do material obtido. A invenção melhora a condutividade iônica do material pela melhora dos processos de transferência nas interfaces de uma célula tipo PEM (interfaces Pt-C, Pt - Membrana e C-Membrana), conseqüentemente melhorado a catálise do material e também diminuindo a probabilidade de ocorrer sinterização das nano partículas, ou seja, diminuindo o envelhecimento do catalisador.