Propriedades eletroquímicas de nanoestruturas de paládio ancoradas em carbono (Pd/C) contendo diferentes frações mássicas de metal - Paiva, Elizabeth Leal Garcia de Paiva (2024)
Nanoestruturas de paládio ancoradas em carbono de elevada área superficial (Pd/C) possuem grande importância nas áreas de conversão e armazenamento eletroquímico de energia (Células a Combustível e Eletrocatalisadores para a geração de H2) e de sensores eletroquímicos. No entanto, a influência da quantidade de metal ancorado sobre o suporte nas propriedades eletroquímicas e eletrocatalíticas ainda não é compreendida. Neste trabalho, foi investigado o comportamento eletroquímico de eletrocatalisadores de Pd/C contendo diferentes frações mássicas de metal sobre carbono (previamente preparadas por métodos de síntese coloidais) em meio ácido (H2SO4 0,1 M) pela técnica da voltametria cíclica. Os resultados apontam a influência da quantidade de paládio ancorado em carbono frente aos processos de adsorção/dessorção de hidrogênio bem como na formação/redução de óxidos de Pd, à medida que se altera a quantidade de paládio ancorada sobre carbono. A razão entre as cargas oriundas dos processos de dessorção e de adsorção/absorção de H em função da fração mássica de metal indicou a presença de efeitos de difusão de H para a fase do carbono, conhecido como spillover de H, mais significativa para materiais de Pd/C com baixas frações mássicas de metal. Este efeito foi atribuído a uma maior distância interparticular. Além disso, estudos da alteração do potencial limite inferior sugerem que a formação de beta-PdHx não é significativa para potenciais até -0,25 V (vs. Ag/AgCl/Cl-) mas também é dependente da carga metálica, em que os materiais com maior fração mássica mostram quantidades maiores de H possivelmente inserido na estrutura do paládio. Os processos de formação/redução de PdO parecem ocorrer em menor escala quanto maior à fração mássica de Pd, o que pode estar relacionado à interações entre partículas. No global, esse estudo mostra que os processos superficiais que ocorrem em eletrocatalisadores de Pd suportados em carbono dependem da fração mássica e devem ser considerados para guiar o desenvolvimento de eletrocatalisadores mais ativos para reações de interesse em eletrocatálise e sensores eletroquímicos.