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Type: Dissertação
Title: Eletrodeposição de revestimentos de Fex-Nix-1 de alta área e avaliação de sua atividade eletrocatalítica para a reação de desprendimento de hidrogênio em meio alcalino
Title in English: Electrodeposition of high area Fex-Nix-1 coatings evaluation of its electrocalytic activity for alkaline hydrogen evolution reaction
Authors: Dantas, Valdessandro Farias
Advisor: Neto, Pedro de Lima
Keywords in Brazilian Portuguese : Hidrogênio;Eletrocatalisadores;Eletrodos porosos;Ferro
Keywords in English : Hydrogen;Electrocatalysts;Porous electrodes;Iron
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Issue Date: 2023
Citation: DANTAS, Valdessandro Farias. Eletrodeposição de revestimentos de Fex-Nix-1 de alta área e avaliação de sua atividade eletrocatalítica para a reação de desprendimento de hidrogênio em meio alcalino. 2023. 52 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este trabalho possui como objetivo a produção de eletrocatalisadores porosos de Fe, Ni e Fe-Ni para a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da água em meio alcalino. Todos os eletrocatalisadores foram preparados em meio ácido, sob agitação constante, temperatura de 60 °C e eletrodeposição galvanostática em meio aquoso na densidade de corrente de 5 mA cm−2. Foram usados eletrólitos contendo Fe e Ni a diferentes proporções molares. Para as avaliações morfológicas e eletrocatalíticas foram usadas as seguintes técnicas, respectivamente: microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de absorção atômica com chama (EAAC), voltametria cíclica (VC), voltametria de varredura linear (VVL) e testes de estabilidade em operação contínua. Como resultados, todos os eletrocatalisadores obtidos apresentaram morfologia superficial porosa. Quanto aos testes eletrocatalíticos, todos eles apresentaram valores de área eletroquimicamente ativa (ECSA) compreendidos entre 1107 e 6245 cm², sendo os eletrodepósitos com maior teor de Fe aqueles com maior valor. Os parâmetros cinéticos sugerem que eletrodepósitos com maior teor de Fe são os de valores de sobrepotencial mais positivo e com cinética de transferência de carga mais favorável à reação de desprendimento de hidrogênio (RDH). Por fim, os testes de estabilidade sugeriram uma boa aderência dos eletrodepósitos durante o tempo de operação de 40h e temperatura de 60 °C, com valores de potencial se mantendo estáveis entre –200 e –400 mV.
Abstract: This work aims to produce porous Fe, Ni and Fe-Ni electrocatalysts for the production of hydrogen from the electrolysis of water in an alkaline medium. All electrocatalysts were prepared in an acidic soluction, under constant stirring, at a temperature of 333 K and galvanostatic electrodeposition in an aqueous soluction at a current density of 5 mA cm−2. Electrolytes containing Fe and Ni at different molar ratios were used. For morphological and electrocatalytic evaluations, the following techniques were used, respectively: scanning electron microscopy (SEM), flame atomic absorption spectrometry (FAAS), cyclic voltammetry (CV), linear scanning voltammetry (LSV) and stability tests in continuous operation. As a result, all electrocatalysts obtained presented porous surface morphology. As for the electrocatalytic tests, they all presented electrochemically active area (ECSA) values between 1107 and 6245 cm², with the electrodeposits with the highest Fe content being those with the highest value. The kinetic parameters suggest that electrodeposits with higher Fe content have more positive overpotential values and charge transfer kinetics that are more favorable to the hydrogen release reaction (RDH). Finally, stability tests suggested good adhesion of the electrodeposits during an operating time of 40 hours and a temperature of 333 K, with potential values remaining stable between –200 and –400 mV.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76262
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5798-355X
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5832503963017086
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5798-355X
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2969689646961586
Access Rights: Acesso Aberto
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