Estudo da cinética e mecanismos da reação de oxidação de dióxido de enxofre sobre eletrodos de Au e Pt

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Munhos, Renan Lopes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Dinâmica não-linear; Electro-oxidation; Electrocatalysis; Eletro-oxidação; Eletrocatálise; Non-linear Dynamics; SO2
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042022-112845/

A demanda energética mundial cresce continuamente, atualmente suprida por combustíveis fósseis que, além de emitirem CO2, também emitem os poluentes SO2 e NOx. Portanto, a busca por fontes de energia mais limpas e renováveis, tal a qual a eólica e fotovoltaica, é requisito fundamental. Podendo ser inconstantes e produzir além da demanda instantânea, essas fontes energéticas requerem formas de armazenamento para sua utilização posterior: através da geração de combustíveis solares, como o H2, que tem uma densidade energética superior à de combustíveis fósseis e produz apenas água. Porém, fabricá-lo a partir da água demanda um alto potencial termodinâmico e apresenta limitação cinética pela reação de desprendimento de oxigênio (RDO), podendo ser substituída pela reação de oxidação de SO2 (ROSO2), mitigando-se ambos os problemas e transformando um poluente em três importantes insumos industriais: H2SO4, H2, e energia solar armazenada. A ROSO2 há muito tempo está pesente na literatura, porém com diversos conflitos no que concerne a mecanismo e catalisadores. Estudou-se a ROSO2 sobre Au e Pt através de técnicas de eletroquímica clássica e espectroeletroquímica na região do infravermelho (IV). Observando-se, para o eletrodo de Pt, que o SO2 adsorve preferencialmente sobre Pt metálica e é oxidado por PtO e PtOH, tendo como intermediários, observados por IV, SO3 e S2O62-. Para o eletrodo de Au, o comportamento eletroquímico mostrou-se totalmente distinto, com o aparecimento de uma região de biestabilidade nos perfis j/E, além de oscilações galvanostáticas e potenciostáticas. Observou-se os mesmo intermedários da Pt mais o S2O52- na superfície do eletrodo e Au(SO3) em solução, espécie produto da corrosão da superfície. Seu aparecimento é influenciado pela caotropicidade que seleciona conformações de adsorção do SO2 e a estrutura interfacial da água.