BDPI USP - Detalhe do registro: Investigação de misturas ternárias de óxidos condutores usados como material catódico: o sistema Ti/IrO, 3Pt(0,7-x)TixO2
USP affiliated authors: GOMES, GILMAR DE ALMEIDA - FFCLRP
Abstract: Eletrodos de composição nominal Ti/'Ir IND.0,3''Pt IND.(0,7-x)''Ti IND.X''0 IND.2' (0'< OU =' x' < OU ='0,7) foram preparados pelo método da decomposição térmica a partir das misturas de precursores de cloretos ('T IND.caL' 400 ° C; 't IND.calc.' = 1 h; fluxo de '0 IND.2' = 5 'dm POT.3''min POT.-1'). Um estudo sistemático da morfologia do eletrodo, propriedades superficiais e eletrocatalíticas, empregando a reação de desprendimento de hidrogênio, RDH, foi realizado empregando-se técnicas ín-situ e ex-situ. A análise por MEV mostrou que a introdução de PtOX no sistema provoca uma mudança morfológica nos eletrodos passando de "barro rachado", nos eletrodos com baixo conteúdo em Pt'O IND.X', para uma estrutura globular nos eletrodos com alto conteúdo em Pt'O IND.X', apresentando.o sistema binário Ti/'Iro IND.0,3'Pt IND.0,7''0 IND.2' uma estrutura de escamas. Os estudos de caracterização superficial (intervalo de potencial -0,65 a 0,40 V (ECSS); v = 20 m'Vs POT.-1' em KOH) mostram que: (a) o sistema atinge o estado de equilíbrio após 5 ciclos; (b) 30 segundos é um tempo de espera suficiente para o sistema atingir o estado de equilíbrio, (c) nos eletrodos de baixo conteúdo em Pt'O IND.X' a eletroquímica superficial é govemada pela dupla redox 'Ir POT.+3'/'lr POT.+4'; nas composições intermediárias há um controle misto, 'Ir POT.+3'/'Ir POT.+4' e Pt/'Pt POT.+2' enquanto nos eletrodos com alto conteúdo em Pt'O IND.x', a eletroquímica superficial é govemada pela dupla Pt/'PtPOT.+2'. Estudos da atívidade eletrocatalítica global mostram que: (a) os eletrodos com alto conteúdo em Pt'O IND.X' são os que apresentam os menores potenciais de retomo catódico, 'E IND.'gama',c'; (b) ,eletrodos com composição intermediárias, 40% e 50 % mol em Pt'O IND.X', são os que apresentam melhor atividade eletrocatajítica global. A abertura completa da janela do potencial, [0,65/0,40/RDH/-0.65 V (ECSS)], mostra que: (a)eletrodos com alto conteudo em Pt'O IND.x' apresentam uma diminuição no 'E 'ômega',c' enquanto eletrodos com baixo e intermediário conteúdo em Pt'O IND.x' não apresentaram dependência do 'E IND. 'ômega',c'(b) para a região redox os eletrodos com baixo conteúdo em Pt'O IND.x' apresentam 'q IND.a'= 2'q IND.c' sugerindo que, ao submeter o material eletródico a potenciais mais catódicos, há redução do Ir a estados de oxidação inferiores a III.Eletrodos com alto conteúdo em Pt'O IND.x', a razão qa/ac, é próximo de um e mostrando-se independente da abertura completa da janela de potencial.Estudos da cinética eletródica mostram que:(a) valores de 'R IND.'ômega'' entre 1,1 e 1,8;(b) o coeficiente de Tafel é função do sobrepotencial (dois ou três coeficientes são observados).Basicamente dois mecanismos eletródicos da RDH explicam os resultados experimentais:(1) mecanismo clássico para metais;(2) mecanismo adaptado para óxidos.Em baixos sobrepotenciais o mecanismo que melhor descreve a cinática eletródica é omecanismo (I), exceto para o eletrodo 10% mol em Pt'O IND.x'.Em sobrepotenciais intermediários observa-se um controle misto da cinática eletródica (mecanismo (I) e mecanismo (II)).Em alto sobrepotenciais:(a)para eletrodos com baixo e conteúdo intermediário em Pt'O IND.x' o mecanismo que melhor descreve a cinática é o mecanismo (II0;(b) eletrodos com 60% e 70% mol em Pt'O IND.x' apresentam um controle misto.O estudo de tempo de vida útil mostrou que o sistema é bastante estável quando submetido a testes de desgaste do material eletródico em densidades de correntes, j, de 400 e 800 mA'cm POT.-2'
FCLRP 20800043444 Gomes, Gilmar de Almeida
Investigação das propriedades superficiais e eletrocatalíticas de óxidos de interesse na tecnologia eletroquímica