Utilização de nanopartículas bimetálicas PdCu na produção de energia limpa e renovável
Nanopartículas bimetálicas Pd-Cu suportadas em carbono, contendo diferentes proporções de paládio e cobre foram desenvolvidas e testadas como eletrocatalisadores. Estes materiais foram utilizados na reação de evolução de hidrogênio em meio ácido e na reação de redução de oxigênio em meio básico, vis...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/238262 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/238262 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Materiais nanoestruturados Nanopartículas metálicas Eletrocatálise Energia limpa |
| Sumario: | Nanopartículas bimetálicas Pd-Cu suportadas em carbono, contendo diferentes proporções de paládio e cobre foram desenvolvidas e testadas como eletrocatalisadores. Estes materiais foram utilizados na reação de evolução de hidrogênio em meio ácido e na reação de redução de oxigênio em meio básico, visando entender seu comportamento eletroquímico e estabelecer uma correlação entre suas propriedades estruturais e eletrônicas com suas atividades eletrocatalíticas. Todos eletrocatalisadores Pd-Cu foram ativos na produção de hidrogênio. A densidade de corrente de troca (i0) para composição PdCu foi da ordem de 470 μA cm-2 , sugerindo elevada atividade catalítica na reação, enquanto a composição rica em cobre apresentou i0 ~ 317 μA cm-2 . Tratamentos térmicos suaves em ar e em vácuo foram aplicados em eletrodos preparados com o eletrocatalisador rico em Cu, a fim de melhorar sua atividade na reação de evolução de hidrogênio. Enquanto o tratamento em ar aumentou a atividade na reação (i0 ~ 810 μA cm-2 ) e favoreceu a formação de óxido de Cu, o tratamento em vácuo reduziu a atividade (i0 ~ 77 μA cm-2 ) e favoreceu a ligação do Cu das nanopartículas com flúor. A camada de óxido favoreceu a lixiviação, promovendo a catálise, enquanto a camada de Cu-F diminuiu a atividade do material ante a reação. Os eletrocatalisadores estudados também apresentaram desempenho comparável ao Pd puro na reação de redução de oxigênio em meio básico. Contudo, as diferentes proporções de Pd e Cu não promoveram diferenças significativas na atividade dos eletrocatalisadores na reação. Assim, o eletrocatalisador PdCu3 se destaca por combinar atividade tanto na produção de hidrogênio quanto na redução de oxigênio, com economia de paládio. |
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