Catalisadores a base de ródio e níquel depositados sobre carbono para eletro-oxidação de glicerol

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Xavier, Fárlon Felipe Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Electrooxidation; Eletro-oxidação; Eletrodos modificados; Glicerol; Glycerol; Modified electrodes; Nickel; Níquel; Rhodium; Ródio
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-17052023-102948/

A decorrente produção de biodiesel tem provocado o aumento na quantidade e na estocagem, do glicerol. Desta forma, buscou-se a valorização do glicerol na obtenção de produtos de alto valor agregado e aplicação comercial, e energia em célula a combustível. Por intermédio da utilização de catalisadores baseados na associação de Ródio e Níquel, suportados sob carbono Vulcan XC-72R, sintetizados pela metodologia de síntese assistida por micro-ondas. Os materiais sintetizados foram caracterizados estruturalmente por difratometria de raios X e constatou-se a formação da estrutura cúbica de face-centrada para o Rh/C com tamanho médio de cristalito de 5,33 nm e parâmetro de rede de 0,3809 nm, os quais foram observados para Ni0,1Rh0,9/C e Ni0,3Rh0,7/C. Para os materiais Ni/C, Ni0,5Rh0,5/C e Ni0,7Rh0,3/C observou a predominância da estrutura hexagonal do tipo brucita das fases β-Ni(OH)2 e α-Ni(OH)2, cujos parâmetros calculados foram Ni(OH)2/C (Tc = 12,75 nm e ahkl = 0,3777 nm); Ni0,1Rh0,9/C (Tc = 15,82 nm e ahkl = 0,3814 nm); Ni0,3Rh0,7/C (Tc = 10,20 nm e ahkl = 0,3824 nm); Ni0,5Rh0,5/C (Tc = 36,28 nm e ahkl = 0,3727 nm); Ni0,7Rh0,3/C (Tc = 18,55 nm e ahkl = 0,3589 nm). As respostas eletroquímicas dos materiais indicaram duas regiões de eletro-oxidação do glicerol com predominância da atividade catalítica pelo Rh na Região I (0,00 a 0,90 V vs. ERH) e do Ni na Região II (0,90 a 1,70 V vs. ERH), no entanto para os eletrodos modificados as respostas eletroquímicas foram pertinentes em ambas as regiões com um efeito sinergético entre o Rh e o Ni. Diante das análises eletroquímicas dos materiais constatou-se que os eletrodos, na presença do glicerol, apresentaram três aplicações importantes: geração de energia em célula a combustível, na substituição das reações de desprendimento de oxigênio e obtenção de produtos pela eletro-oxidação do glicerol. Em suma, observou-se que os eletrodos Ni0,1Rh0,9/C, Ni0,3Rh0,7/C e Rh/C foram os que apresentaram melhor conversão de glicerol na geração de energia e Ni0,7Rh0,3/C foi o melhor, em alto potencial, para a evolução de oxigênio e na obtenção de ácido oxálico e ácido tartrônico como produtos principais. Portanto, os materiais estudados para eletro-oxidação do glicerol foram promissores e satisfatório para a aplicação desejada.