Síntese e Investigação da Atividade de Eletrocatalisadores Formados por Elementos Abundantes do Tipo M-N-C para a Reação Redução de Oxigênio (2018)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, FRANCISCA ELENICE RODRIGUES DE - IQSC
- Unidade: IQSC
- Subjects: ELETROQUÍMICA; CÉLULAS A COMBUSTÍVEL
- Language: Português
- Abstract: O desenvolvimento de células de combustível de formato direto encontra obstáculos importantes relacionados com a lenta cinética da reação de redução de oxigênio e baixa tolerância ao formato em cátodos baseados em Pt. Neste estudo, foram sintetizados eletrocatalisadores com diferentes estruturas, formados por elementos abundantes, e suas atividades e seletividades para a RRO foram testadas em meiacélulas e em células unitárias de formato / ar, em eletrólito alcalino. Os resultados mostraram que nanopartículas de liga de ferro-cobalto, encapsuladas por carbono grafítico, e nitretos metálicos nanoestruturados, suportados em carbono, (caracterizados por TEM e XRD) não apresentam atividades eletrocatalíticas superiores ao carbono puro (Vulcan amorfo ou grafitizado). Carbono dopado com nitrogênio (N-C) mostrou um aumento no potencial de meia-onda, evidenciando um influente papel do nitrogênio na eletrocatálise da RRO, mas com alto sobrepotencial. A inserção de oxigênio via tratamento térmico em ar, formando óxidos de FeCo nanoestruturados, suportados por carbono, produziu, como esperado, um aumento considerável na atividade, mostrando que a ligação do ferro ou cobalto com o oxigênio tem papel importante, provavelmente, na alta reatividade redox para a transferência de elétrons para o RRO. A adição de um precursor de nitrogênio durante a síntese (imidazol) resultou na formação de estruturas formadas por átomos de ferro e cobalto, coordenados por nitrogênio, inseridos em uma matriz de carbono, como revelado por EXAFS, mostrou que as estruturas M-N-C têm papel decisivo na atividade eletrocatalítica para a RRO (aproximando-se da Pt/C) e, também, mostrou alta tolerância à presença de íons formatoExperimentos em células a combustível unitárias, com difusão natural de formato e com cátodo aberto ao ar, com elétrodo de difusão de gás, mostraram densidades de potência de 15,5 e 10,5 mW cm-2 com eletrólitos à base de hidróxido e carbonato de potássio, respectivamente, e com estabilidade de operação maior que 120 h a 0,3 mA cm-2. Portanto, os resultados deste trabalho mostram o papel decisivo de estruturas M-NC (coordenadas) na alta atividade para a ORR, em altos potenciais, excluindo-se atividades atribuídas a nanoestruturas de nitretos metálicos e nanopartículas metálicas encapsuladas, incluindo as dopadas por nitrogênio na superfície
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 10.04.2018
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ABNT
OLIVEIRA, Francisca Elenice Rodrigues de. Síntese e Investigação da Atividade de Eletrocatalisadores Formados por Elementos Abundantes do Tipo M-N-C para a Reação Redução de Oxigênio. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-18062018-141939/. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Oliveira, F. E. R. de. (2018). Síntese e Investigação da Atividade de Eletrocatalisadores Formados por Elementos Abundantes do Tipo M-N-C para a Reação Redução de Oxigênio (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-18062018-141939/ -
NLM
Oliveira FER de. Síntese e Investigação da Atividade de Eletrocatalisadores Formados por Elementos Abundantes do Tipo M-N-C para a Reação Redução de Oxigênio [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-18062018-141939/ -
Vancouver
Oliveira FER de. Síntese e Investigação da Atividade de Eletrocatalisadores Formados por Elementos Abundantes do Tipo M-N-C para a Reação Redução de Oxigênio [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-18062018-141939/
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