Eletrocatalisadores de metais de transição para reação de evolução de hidrogênio em soluções aquosas tamponadas (2023)
- Authors:
- Autor USP: ROQUE, ALINE PEREIRA - IQSC
- Unidade: IQSC
- DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-10112023-154705
- Subjects: ELETROQUÍMICA; HIDROGÊNIO
- Keywords: buffer; carbetos; carbides; electrochemistry; eletroquímica; hydrogen evolution reaction; reação de evolução de hidrogênio; selenetos; selenides; tampão
- Language: Português
- Abstract: Com o objetivo de diminuir as emissões de gases poluentes na atmosfera causadores do efeito estufa e liberados durante a queima de combustíveis fósseis, soluções diversificadas baseadas em fontes renováveis de energia vêm sendo intensivamente consideradas. Assim, considerando a necessidade de armazenamento da energia originária de fontes primárias e sustentáveis, a produção de hidrogênio (H2) por meio da eletrólise da água e através da reação de evolução de hidrogênio (REH) surge como ótima opção com elevada viabilidade técnica. Uma característica inerente a este processo é a necessidade de uso de catalisadores eletródicos, a fim de aumentar sua eficiência cinética e energética. À procura por alternativas aos metais nobres de alto custo usualmente empregados, neste projeto foi investigada a potencialidade de utilização de metais de transição 3d visando a operação em condições moderadas de pH. Quatro catalisadores formados por materiais nanoparticulados ancorados em carbono, correspondentes a WC/C, CoSe2/C, NiSe2/C e FeSe2/C, foram empregados nestes estudos. Além disto, como a cinética da REH é fortemente dependente do pH do eletrólito, foi utilizada solução tamponada de 0,2M NaH2PO4/H3PO4, pH 2,15, assim evitando-se eventuais variações de pH no curso da reação. Dentre os vários catalisadores considerados, aquele com melhor performance foi avaliado em outro meio neutro tamponado, 0,2M Na2HPO4/NaH2PO4, pH 7 e em meio não tamponado, 0,5 M H2SO4 (condição de referênciaconsiderada na literatura). Os materiais eletródicos preparados neste trabalho foram caracterizados por Energia Dispersiva de Raios-x (EDX), Difração de Raios-x (DRX) e Microscopia eletrônica da transmissão (TEM). Os estudos eletroquímicos foram realizados através de curvas de polarização e voltametrias cíclicas utilizando-se eletrodo rotatório à temperatura ambiente. Os resultados demonstraram que a atividade dos eletrocatalisadores seguem a ordem crescente: FeSe2/C < NiSe2/C < WC/C < CoSe2/C < Pt/C, com o CoSe2/C atingindo a melhor performance e mais promissora estabilidade dentre os materiais aqui estudados em eletrólito tampão 0,2M NaH2PO4/H3PO4, pH 2,15. Análises cinéticas conduzidas usando os valores dos coeficientes de Tafel obtidos experimentalmente foram usadas para a discussão do mecanismo da REH em cada catalisador estudado
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 15.09.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
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ABNT
ROQUE, Aline Pereira. Eletrocatalisadores de metais de transição para reação de evolução de hidrogênio em soluções aquosas tamponadas. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-10112023-154705/. Acesso em: 26 jan. 2026. -
APA
Roque, A. P. (2023). Eletrocatalisadores de metais de transição para reação de evolução de hidrogênio em soluções aquosas tamponadas (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-10112023-154705/ -
NLM
Roque AP. Eletrocatalisadores de metais de transição para reação de evolução de hidrogênio em soluções aquosas tamponadas [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 26 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-10112023-154705/ -
Vancouver
Roque AP. Eletrocatalisadores de metais de transição para reação de evolução de hidrogênio em soluções aquosas tamponadas [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 26 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-10112023-154705/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-10112023-154705 (Fonte: oaDOI API)
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