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

Classificação IPC

Resumo técnico

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.