Desenvolvimento de eletrocatalisadores metálicos de baixo custo (Ni, Cu e Zn) para redução eletroquímica de CO2
Nome: MARCELA MIRANDA BARCELOS
Data de publicação: 30/01/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| JOSIMAR RIBEIRO | Presidente |
| PRISCILLA PAIVA LUZ | Examinador Interno |
| THALLES RAMON ROSA | Examinador Externo |
Resumo: Devido a uma série de problemas ambientais decorrentes da queima de combustíveis fósseis, tem levado ao aumento das emissões de CO2 na atmosfera, ficando claro que alternativas precisam ser consideradas. Por exemplo, a redução eletroquímica de CO2 (RECO2), apresenta-se como uma alternativa promissora para mitigar os impactos das elevadas emissões de CO na atmosfera. Portanto, o objetivo deste trabalho é investigar os eletrocatalisadores metálicos de Cu, Ni e Zn para redução eletroquímica de CO2. A fim de caracterizar modificações morfológicas dos eletrodos metálicos, foram empregadas as técnicas de difração de raio X (DRX), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS). O resultado das análises por DRX revelaram que os tratamentos da superfície não alteraram a estrutura dos materiais. O processo de polimento eletroquímico do cobre levou a uma morfologia majoritariamente homogênea. Por outro lado, o processo ultrassônico em solvente orgânico possibilitou o aumento da rugosidade dos eletrodos de níquel e zinco, obtendo uma morfologia heterogênea devido à reorganização superficial dos materiais. Os estudos eletroquímicos foram realizados utilizando a Voltametria de Varredura Linear (VVL), a técnica de polarização potenciodinâmica e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). A EIE foi realizada em dois potenciais distintos: 0,4 V e 0,6 V vs. Ag/AgCl. Os resultados de EIE permitiram identificar mudanças substanciais ocorridas antes e após o tratamento que os eletrodos. Para os eletrodos de Cu e de Ni, os dados de EIE indicam uma maior cinética, ou seja, menor resistência de transferência de carga. Já para o eletrodo de Zn os resultados indicam que houve competição na reação de desprendimento de hidrogênio (RDH). A VVL mostrou que os eletrodos de Cu e Ni evidenciaram uma elevada densidade de corrente para a reação de redução eletroquímica de CO2. Observou-se que a superfície uniforme de cobre metálico atua como inibidora da RDH, resultando na diminuição do sobrepotencial e no aumento da densidade de corrente para as reações de redução de CO2. Os resultados de ressonância magnética nuclear obtidos após os experimentos de cronoamperometria (potencial constante de 2,0 V vs. Ag/AgCl em K2CO3 0,5 mol L–1 por 2 h) indicaram a formação de alguns produtos provenientes da RECO2 como: etano, acetona e acetato. Esses resultados evidenciam o grande potencial destes eletrocatalisadores para a redução eletroquímica de CO2.
