Utilização de nanopartículas bimetálicas PdCu na produção de energia limpa e renovável

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Lima, Demétrius William
• Orientador(a): Morais, Jonder
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Materiais nanoestruturados; Nanopartículas metálicas; Eletrocatálise; Energia limpa
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/238262

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.