Investigação da eletrocatálise de interconversão do par dióxido de carbono/íons formato para aplicação em ciclos de estocagem de hidrogênio (2016)
- Authors:
- Autor USP: MORAES, RICARDO SGARBI DE - IQSC
- Unidade: IQSC
- Subjects: CATALISADORES; ELETROCATÁLISE
- Language: Português
- Abstract: A crescente emissão do CO2 para a atmosfera, causada pela matriz energética dependente dos combustíveis fósseis tem gerado a necessidade de sistemas que o utilizem como matéria-prima para a produção ou armazenamento de energia. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo o estudo do ciclo de estocagem de hidrogênio baseado em etapas eletrocatalíticas da eletro-redução e eletro-oxidação do par CO2/HCOO-. Para o processo de eletro-redução, foram utilizados eletrocatalisadores suportados em pó de carbono formados à base de estanho (Sn/C) e de estanho modificado com cobalto (Co-Sn/C), cobre (Cu-Sn/C) e paládio (Sn-Pd/C). Os materiais foram sintetizados pelo método de impregnação seguido por tratamento térmico e caracterizados fisicamente por Difratometria de Raios X (DRX) e Espectroscopia por energia Dispersiva de Raios X (EDX). Os testes eletroquímicos foram realizados via cronoamperometria (eletrólise) e a quantificação dos íons formato por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) e voltametria cíclica (VC). Os resultados obtidos mostraram que os materiais nanoestruturados sintetizados apresentaram estruturas cristalinas, sendo que o estanho apresentou-se na forma de SnO2, mas sofrendo eletro-redução em condições in situ para SnO ou SnOH. Os resultados eletroquímicos mostraram que o Sn/C eletrocatalisa a redução do CO2 para HCOO-, sendo que a quantificação por VC utilizando eletrodos de paládio e platina indicaram correntes de pico crescentes até o potencial de eletrólise de -1,6 V vs. Ag/AgCl/Cl-Ademais, experimentos de eletrólise evidenciaram o aumento linear da concentração de HCOO- após 6 horas de polarização, indicando alta estabilidade do eletrocatalisador de Sn/C. A atividade eletrocatalítica dos eletrocatalisadores à base de estanho frente a redução de CO2 para HCOO- foi atribuída a dois aspectos: (i) o estanho favorece a adsorção ou interação do CO2 através dos átomos de oxigênio, possibilitando a transferência de prótons e elétrons sem a quebra da ligação C-O e/ou; (ii) a presença de espécies SnOH na superfície, mesmo em baixos potenciais, permite a interação com o CO2 e leva à formação de intermediários adsorvidos reativos, que sofrem a adição de prótons e elétrons para a formação de HCOO-. A eficiência máxima de corrente faradaica para a formação de HCOO- foi de aproximadamente 7 % tendo a reação de desprendimento de hidrogênio (HER) como rota paralela. A investigação da influência da natureza do eletrocatalisador mostrou inatividade do material de Co-Sn/C, mas com aumento da atividade de Cu-Sn/C para a eletro-redução de CO2, quando comparado com Sn/C puro
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2016
- Data da defesa: 17.02.2016
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ABNT
MORAES, Ricardo Sgarbi de. Investigação da eletrocatálise de interconversão do par dióxido de carbono/íons formato para aplicação em ciclos de estocagem de hidrogênio. 2016. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-19042016-150431/. Acesso em: 30 dez. 2025. -
APA
Moraes, R. S. de. (2016). Investigação da eletrocatálise de interconversão do par dióxido de carbono/íons formato para aplicação em ciclos de estocagem de hidrogênio (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-19042016-150431/ -
NLM
Moraes RS de. Investigação da eletrocatálise de interconversão do par dióxido de carbono/íons formato para aplicação em ciclos de estocagem de hidrogênio [Internet]. 2016 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-19042016-150431/ -
Vancouver
Moraes RS de. Investigação da eletrocatálise de interconversão do par dióxido de carbono/íons formato para aplicação em ciclos de estocagem de hidrogênio [Internet]. 2016 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-19042016-150431/ - Eletrocatalisadores metal-N-C: aspectos físicos e químicos na atividade e durabilidade frente à reação de redução do oxigênio
- Electrochemical Transformation of Fe-N-C catalysts into Iron Oxides in Alkaline Medium and Its Impact on the Oxygen Reduction Reaction Activity
- Effect of Substrate and Pyrolysis Atmosphere of FeNx Materials on Electrocatalysis of the Oxygen Reduction Reaction
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