Estudo das propriedades estruturais, magnéticas, e eletrocatalíticas de compósitos de Fe-W e Fe-Mo para aplicação na reação de evolução de oxigênio

• Autor(a) principal: Guilherme, Gustavo Kaique da Silva
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49023
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA; Física; Hidrogênio; OER; Nanocompósitos; Tungstênio; Molibidênio

A demanda energética mundial cresce ano após ano e devido aos impactos ambientais causados pelo consumo dos combustíveis fósseis é urgente a procura por fontes de energia sustentáveis. O hidrogênio é um ótimo candidato a esse posto, mas a sua produção em larga escala ainda enfrenta algumas adversidades. A forma mais limpa de se produzir esse combustível é a partir da eletrólise da água, que ocorre através de duas semirreações, a reação de evolução do hidrogênio (HER) e a reação de evolução do oxigênio (OER). Essa segunda apresenta uma cinética mais lenta, o que torna o processo total pouco eficiente. Dessa maneira a escolha de catalisadores é importante, entretanto, os catalisadores mais comuns hoje em dia se baseiam em materiais raros e consequentemente, mais caros, como a Pt e o Ru. Nesse contexto é necessário a busca por catalizadores de materiais mais baratos. Sendo assim, esse trabalho se dedica a síntese e a análise de propriedades físicas e eletroquímicas de nanocompósitos de Fe-W e Fe-Mo visando a aplicação na catálise de OER. Os nanocompósitos foram produzidos pelo método sol-gel, suas caracterizações estruturais foram realizadas através da difração de raios-X (DRX), suas propriedades magnéticas estudadas pela magnetrometria de amostra vibrante (VSM) e pela espectroscopia Mössbauer (MS), e suas especificidades eletroquímicas analisadas por meio da voltametria de varredura linear (LSV), área eletroquimicamente ativa (ECSA) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Como resultado foram obtidos um nanocompósito contendo duas fases distintas, Fe e Fe6W6C, e um outro compósito que apresentou Fe-Mo e possivelmente uma liga não homogênea desses dois metais. As caracterizações magnéticas apontaram para materiais ferromagnéticos macios, com baixo campo remanente e coercivo. Já as medidas eletroquímicas mostraram-se promissoras pois ambos os compósitos apresentaram valores de sobrepotencial classificados como ideais e muito próximos do RuO2 na eletrólise em meio alcalino.