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Tipo: TCC
Título: Revestimentos de Ni-Mo obtidos em meio de solvente eutético como eletrocatalisador na reação de desprendimento de hidrogênio
Autor(es): Gomes, Kauan Lemos
Orientador: Correia, Adriana Nunes
Palavras-chave: Eletrodeposição;Eletrocatálise;Ni-Mo;Solvente eutético
Data do documento: 2022
Citação: GOMES, Kauan Lemos. Revestimentos de Ni-Mo obtidos em meio de solvente eutético como eletrocatalisador na reação de desprendimento de hidrogênio. 2022. 38 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: O hidrogênio se apresenta como alternativa ao consolidado uso de combustíveis fósseis, devido à sua alta eficiência energética, e ao seu consumo isento de gás carbônico. Entretanto, a obtenção limpa de hidrogênio ainda é um desafio, visto que a eletrólise da água demanda um alto custo energético e necessita de eletrocatalisadores que possam reduzir este custo. Os eletrocatalisadores mais eficientes são preparados a partir de metais nobres, como platina e paládio, mas a escassez destes materiais e o seu alto custo o tornam inviáveis para o uso em alta escala, sendo necessário o desenvolvimento de eletrocatalisadores com eficiência próxima a partir de metais abundantes, como Fe, Ni e Co. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver revestimentos de Ni-Mo em meio eutético sobre superfície de cobre e avaliar sua atividade eletrocatalítica da reação de desprendimento de hidrogênio. Realizou-se ensaios de voltametria cíclica para a investigação eletroquímica das espécies iônicas de níquel e de molibdênio na proporção molar 16:1 em meio eutético, identificando processos de redução dos cátions metálicos em ₋0,95 V, a 298 K, e em ₋1,0 V versus Ag/AgCl/DES, a 343 K. Os revestimentos de Ni-Mo foram obtidos por cronoamperometria com controle de carga para uma espessura teórica de 4µm, e apresentaram morfologia granular com trincas em sua superfície, sendo influenciada pela temperatura de eletrodeposição. Os ensaios de voltametria de varredura linear e espectroscopia de impedância eletroquímica indicaram que os revestimentos de Ni-Mo possuem a etapa de Volmer como etapa determinante no mecanismo da reação de desprendimento de hidrogênio, e que possuem alta eficiência eletrocatalítica, comparado com cobre comercial, aço carbono 1020 e revestimentos de Ni, sendo, portanto, o revestimento ideal para a redução dos custos energéticos na produção de hidrogênio.
Abstract: The hydrogen has been presented as an alternative to the consolidated use of fossil fuels, due to high energy efficiency, and consumption free of carbon dioxide. However, obtaining clean hydrogen is still a challenge, since the electrolysis of water demands a high energy cost and requires electrocatalysts that can reduce this cost. The most efficient electrocatalysts are prepared from noble metals, such as platinum and palladium, but the scarcity of these materials and their high cost make them unviable for use on a large scale, requiring the development of electrocatalysts with similar efficiency from metals abundant, such as Fe, Ni and Co. Thus, the objective of this work is to develop Ni-Mo coatings in eutectic mixture on a copper surface and to evaluate electrocatalytic activity in the hydrogen evolution reaction. Cyclic voltammetry tests were carried out for the electrochemical investigation of the ionic species of nickel and molybdenum in a 16:1 molar ratio in eutectic mixture, identifying processes of reduction of metallic cations at ₋0.95 V, at 298 K, and at ₋1.0 V versus Ag/AgCl/DES, at 343 K. Ni-Mo coatings were obtained by chronoamperometry with load control for a theoretical thickness of 4µm, and showed granular morphology with cracks on its surface, influenced by temperature of electrodeposition. Linear scanning voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy tests indicated that Ni-Mo coatings have the Volmer step as a determining step in the mechanism of the hydrogen evolution reaction, and that they have high electrocatalytic efficiency, compared to commercial copper, 1020 carbon steel and Ni coatings, thus being the ideal coating for reducing energy costs in hydrogen production.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70104
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