Made available in DSpace on 2015-04-22T22:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-CLEUTON DE SOUZA SILVA.pdf: 1557616 bytes, checksum: c0477dc397214e5783a5d2ca234ee08a (MD5) Previous issue date: 2009-01-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a theoretical study and modeling of the metal-porphyrins monomers and the search of the porphyrin-metal complexes that can act as a potential catalyst to make the cleavage of the O2 bond for use in fuel cell. All calculations were made by the Gaussian package on the Windows OS, using the DFT, by the B3LYP functional, and the 6-31G and LANL2DZ basis set. The studied porphyrin-metal complexes were those formed by the porphyrin ring and the Si, Ni, Ge, Co, Fe, Mo and Sn metals in the different oxidation states. The obtained theoretical model was satisfactory for the description of role played by the metal-porphyrins complexes in the catalysis of the O2 molecule. In the obtained model, the porphyrin-metal- complexes showed the capability of aggregate the O2 molecules and weaken the strength of this chemical bond facilitating the final reduction process in the catalyst. In general, although not acting as a catalyst in the oxygen reduction reaction (o.r.r.), can be observed the importance of the porphyrin ring to a possible use in PEM fuel cell, that is, facilitating the catalysis process in the latter step of the reaction process. / Este trabalho apresenta uma modelagem teórica de monômeros de metaloporfirinas e a busca de metais para o núcleo porfirínico que apresentem o melhor potencial como catalisadores para a quebra da ligação O-O para aplicação em células a combustível. Os cálculos foram realizados em plataforma de Windows, através do pacote GaussianTM 2003, utilizando abordagem da Teoria do Funcional de Densidade (DFT) e o uso do funcional b3lyp com bases de 3-21G, 6-31G e lanl2dz. As porfirinas estudas foram Si+4-porfirina, Si+2-porfirina, Ni+2-porfirina, Ge+2-porfirina, Co+2-porfirina, Co+3-porfirina, Fe+2-porfirina, Mo+6-porfirina e Sn+2-porfirina. O modelo químico-quântico adotado mostrou-se satisfatório para descrição da atuação das metaloporfirinas na catálise do O2, mostrando que as metaloporfirinas podem auxiliar no processo eletroquímico, uma vez que os resultados mostram que todas podem ser capazes de agregar as moléculas de O2, enfraquecendo a ligação O-O para posterior redução num catalisador. No geral, embora não atuando como catalisador da r.r.o., pôde-se observar a importância do macrociclo porfirínico para uma possível atuação em células a combustível do tipo PEM, ou seja, facilitando a catálise numa etapa posterior do processo reacional.