Utilização de técnicas in situ no estudo da Alizarin Red S para baterias de fluxo redox com quinonas simétricas (2024)
- Authors:
- Autor USP: CLARINDO, JOSÉ EDUARDO DOS SANTOS - IQSC
- Unidade: IQSC
- DOI: 10.11606/T.75.2024.tde-22012025-110822
- Assunto: QUÍMICA
- Keywords: Alizarin Red S; baterias orgânicas; in situ techniques; operando; operando; organic batteries; quinonas simétricas; symmetric quinones; técnicas in situ; vermelho de alizarina
- Language: Português
- Abstract: As baterias de fluxo redox aquosas utilizando quinonas simétricas (SQA-RFB) são uma tecnologia promissora para o armazenamento de energia limpa e renovável, oferecendo alta eficiência e sustentabilidade. O estudo de quinonas, como a Alizarin Red S (ARS), é fundamental para entender e otimizar os mecanismos eletroquímicos envolvidos, promovendo o desenvolvimento de baterias mais estáveis e eficientes para aplicações em larga escala na transição energética. Nesta tese de doutorado, o objetivo foi investigar o comportamento e os mecanismos eletroquímicos da ARS para aplicação em SQA-RFB. Utilizando técnicas eletroquímicas acopladas a espectroscopias in situ, como FTIR e UV-Vis, elucidaram-se os mecanismos associados à ARS. Os resultados indicaram que eletrodos de grafite com alta densidade de borda (HEDGE) proporcionaram maior densidade de corrente faradaica e um perfil voltamétrico simétrico, sugerindo processos redox reversíveis. Em contrapartida, eletrodos de ouro policristalino, carbono vítreo, SGL 10 AA e fibra de carbono flexível mostraram processos redox irreversíveis ou quasi-reversíveis. Estudos espectroscópicos revelaram que os estados vibracionais e eletrônicos da ARS, especialmente as ligações CO, são fortemente influenciados pela superfície do eletrodo, e verificou-se também que a distribuição de carga no anel da molécula de ARS oscila durante a transferência de carga eletrodo-eletrólito. A análise da cinética de transferência de carga mostrou que o HEDGE opera pormeio de um mecanismo concertado 2H^[+]/2e^[-], em contraste com os outros eletrodos. Em superfícies menos eficazes, foram observadas modificações eletrônicas intramoleculares que levaram à formação de estruturas instáveis durante o potencial de redução, alterando o número de prótons/elétrons envolvidos. Por fim, a engenharia de eletrodos demonstrou a capacidade de estabilizar o par redox de alto potencial da ARS, resultando no primeiro relato de uma SQA-RFB totalmente ciclável
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
- Data da defesa: 12.11.2024
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
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-
ABNT
CLARINDO, José Eduardo dos Santos. Utilização de técnicas in situ no estudo da Alizarin Red S para baterias de fluxo redox com quinonas simétricas. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22012025-110822/. Acesso em: 09 abr. 2026. -
APA
Clarindo, J. E. dos S. (2024). Utilização de técnicas in situ no estudo da Alizarin Red S para baterias de fluxo redox com quinonas simétricas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22012025-110822/ -
NLM
Clarindo JE dos S. Utilização de técnicas in situ no estudo da Alizarin Red S para baterias de fluxo redox com quinonas simétricas [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22012025-110822/ -
Vancouver
Clarindo JE dos S. Utilização de técnicas in situ no estudo da Alizarin Red S para baterias de fluxo redox com quinonas simétricas [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22012025-110822/ - Determinação de tetraciclina utilizando eletrodos compósitos grafite-poliuretana modificados com polímeros metacrilatos com impressão molecular
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