Diversas pesquisas têm sugerido o desenvolvimento de células a combustível
alcalinas alimentadas com ureia para geração de energia elétrica, mediante a oxidação
desse composto, em razão das diversas vantagens apresentadas. Nessa linha este trabalho
tem o objetivo de sintetizar, caracterizar e avaliar eletrocatalisadores constituídos por Ni,
Co e Ce, suportados em carbono, para reações de oxidação de ureia (ROU), sendo estes
materiais posteriormente aplicados em célula a combustível. Os materiais foram
sintetizados pelo método de redução química com borohidreto de Sódio, empregando-se
diferentes proporções em massa: Ni; NiCe (1:1 e 3:1); NiCo (1:1); NiCoCe (1:1:1) e CoCe
(1:1) (20% em massa) e foram suportados em carbono Vulcan XC-72 (80% em massa).
Os eletrocatalisadores foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia
Raman, ângulo de contato, espectroscopia fotoeletrônica de raios-X, microscopia
eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. A atividade
eletrocatalítica dos materiais para ROU foi avaliada por voltametria cíclica (CV) e
cronoamperometria (CA). A eficiência como ânodos em célula a combustível foi testada.
Os eletrocatalisadores Ni50Ce50/C e Ni75Ce25/C apresentaram maiores densidade de
corrente de pico para a ROU – 47,1 e 59,4 mA cm-2, respectivamente -, e valores de
potencial de início de oxidação menos positivos (0,23 e 0,24V, respectivamente) na VC
do que Ni/C (22,4 mA cm-2 e 0,25V) para o mesmo processo. Em experimentos de CA,
Ni50Ce50/C e Ni75Ce25/C mostraram maiores densidade de corrente para a ROU do que
Ni/C, respectivamente 30,2, 52,2 e 23,7 mA cm-2, além de que em célula apresentaram
uma densidade de potência superior ao Ni/C, sendo 0,76, 0,64 e 0,59 mW cm-2,
respectivamente. Os resultados sugerem que o Ce diminuiu a adsorção do CO na
superfície de Ni devido ao mecanismo bifuncional, no qual Ce fornece espécies
oxigenadas para oxidação de CO nos sítios ativos de Ni. Destaca-se que a incorporação
de cério no processo promove uma alteração significativa na atividade eletrocatalítica,
distinguindo-se claramente da abordagem que emprega apenas níquel. Este resultado
representa uma contribuição inovadora à literatura, tendo em vista a aplicação inédita de
Ce juntamente ao Ni no contexto da célula a combustível investigada.