Eletrodeposição de óxidos de Ni-Co por corrente continua e pulsada: produção, caracterização e avaliação eletrocatalítica

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Cardim, Julyana Ribeiro Garcia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Electrodeposition; continuous current; pulsed current; OER reactions; Eletrodeposição; corrente contínua; corrente pulsada; óxido misto; óxido Ni-Co; reações OER; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11887

A diminuição das reservas de combustíveis fósseis e as preocupações relativas às alterações climáticas e ao aquecimento global, tornaram essenciais as demandas por energia limpa sustentável. As reações de desprendimento de O2são interessantes nesse aspecto, por envolver inúmeros processos de conversão e armazenamento de energia. A inserção de Ni à estrutura do Co3O4, leva à formação de um óxido misto, a cobaltita de níquel (NiCo2O4), o qual apresenta atividade eletrocatalítica para reação de evolução de O2(OER) superior aos óxidos monometálicos de Ni ou Co. Nesta tese, foram produzidos óxidos misto de Ni-Cosobre substrato de aço carbono empregando técnicas eletroquímicas, tais como voltametria lineare/ou cronopotenciometria, a partir de corrente contínua (DC) e corrente pulsada (PC). Foram utilizadas soluções contendo íons Ni(II) e Co(II), na proporção molar 1:2, em presença de citrato de sódio como ligante, em diferentes valores de pH (5,0; 7,5 e 10,5). Os filmes produzidos foram caracterizados morfológica, microestrutural e eletrocataliticamente. Observou-se que os filmes produzidos usando DC apresentaram morfologias distintas para cada condição de ensaio e solução empregados. As análises químicas e microestruturais dos filmes produzidos em meio ácido (pH 5,0)utilizando procedimentos de varredura de potencial não indicaram a presença de Ni ou Co em sua composição. Porém, quando a cronopotenciometria foi utilizada, o recobrimento produzido continha majoritariamente Co e/ou óxidos de cobalto. Em pH 7,5, nas condições onde se utilizou varredura de potencial, a relação mássica de Ni:Cofoi próxima de 1:2. Por outro lado, houve a formação de filmes com um maior teor de Co quando outras condições de ensaio foram usadas, o que poderia estar relacionado com a presença da fase de oxihidróxido de cobalto (CoOOH) nesses recobrimentos. Contudo, estes filmes de óxido de Ni-Co não apresentaram viabilidade para acelerar os processos de OER. Todos os filmesproduzidos usando solução em pH mais alcalino (10,5), apresentaram morfologia homogênea, com grãos pequenos. As avaliações microestruturais indicaram a formação do óxido misto de Ni-Co na relação 1:2 para todas as condições de produção testadas. Por sua vez, os recobrimentos obtidos por PC usando solução em pH 7,5 apresentaram grãos ainda menores do que aqueles produzidos por DC, usando a solução em pH 10,5. No entanto, as análises microestruturais confirmaram que apenas algumas condições produziram óxido de Ni-Co. As avaliações eletrocatalíticas dos filmes de óxidos de Ni-Co produzidos por DC, em solução a pH 10, e por PC, em solução a pH 7,5, indicaram que os filmes produzidos são apropriados para serem aplicados como eletrocatalisadores OER, embora não sejam apropriados para atuarem como capacitores