Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

The oxygen reduction reaction was studied in alkaline media using manganese oxides obtained from spent batteries as electrocatalysts. Three processes were used to recover manganese oxides from spent batteries. The particles obtained were in the range from 8 to 11 nm. The electrochemical experiments indicated a good electrocatalytic activity toward oxygen reduction using the different samples and showing approximately a direct transference of 4 electrons during the process. Even though all the processes were efficient, the best result was observed for the prepared sample using reactants of low cost.

Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

The oxygen reduction reaction was studied in alkaline media using manganese oxides obtained from spent batteries as electrocatalysts. Three processes were used to recover manganese oxides from spent batteries. The particles obtained were in the range from 8 to 11 nm. The electrochemical experiments indicated a good electrocatalytic activity toward oxygen reduction using the different samples and showing approximately a direct transference of 4 electrons during the process. Even though all the processes were efficient, the best result was observed for the prepared sample using reactants of low cost.

Eletrocatálise da reação de redução de oxigênio sobre eletrodos de grafite modificados com ftalocianina tetracarboxilada de ferro

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades eletroquímicas de eletrodos de grafite modificados, em níveis de monocamadas, com ftalocianina tetracarboxilada de ferro, FeTcPc, em soluções aquosas. Em meio alcalino, os eletrodos modificados apresentaram alta atividade eletrocatalítica para a reação de redução de oxigênio, comparável com a do eletrodo de platina. A reação processa-se de acordo com uma cinética de primeira ordem com relação ao oxigênio dissolvido, um mecanismo envolvendo 4 elétrons e associado com o processo redox Fe(3+)TcPc/Fe(2+)TcPc.

Reação de redução de oxigênio sobre perovskitas La1-xSrxFeyCo1-yO3-δ, para células a combustível de óxido sólido (SOFC)

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Estudo do efeito da composição e da nanoestrutura de nanopartículas de 'PT''NI' suportadas em carbono na eletrocatálise da reação de redução do oxigênio

Pós-graduação em Química - IQ

Investigação do mecanismo cinético da reação de redução de oxigênio em solventes não aquosos

O aumento no consumo energético e a crescente preocupação ambiental frente à emissão de gases poluentes criam um apelo mundial favorável para pesquisas de novas tecnologias não poluentes de fontes de energia. Baterias recarregáveis de lítio-ar em solventes não aquosos possuem uma alta densidade de energia teórica (5200 Wh kg-1), o que as tornam promissoras para aplicação em dispositivos estacionários e em veículos elétricos. Entretanto, muitos problemas relacionados ao cátodo necessitam ser contornados para permitir a aplicação desta tecnologia, por exemplo, a baixa reversibilidade das reações, baixa potência e instabilidades dos materiais empregados nos eletrodos e dos solventes eletrolíticos. Assim, neste trabalho um modelo cinético foi empregado para os dados experimentais de espectroscopia de impedância eletroquímica, para a obtenção das constantes cinéticas das etapas elementares do mecanismo da reação de redução de oxigênio (RRO), o que permitiu investigar a influência de parâmetros como o tipo e tamanho de partícula do eletrocatalisador, o papel do solvente utilizado na RRO e compreender melhor as reações ocorridas no cátodo dessa bateria. A investigação inicial se deu com a utilização de sistemas menos complexos como uma folha de platina ou eletrodo de carbono vítreo como eletrodos de trabalho em 1,2-dimetoxietano (DME)/perclorato de lítio (LiClO4). A seguir, sistemas complexos com a presença de nanopartículas de carbono favoreceu o processo de adsorção das moléculas de oxigênio e aumentou ligeiramente (uma ordem de magnitude) a etapa de formação de superóxido de lítio (etapa determinante de reação) quando comparada com os eletrodos de platina e carbono vítreo, atribuída à presença dos grupos laterais mediando à transferência eletrônica para as moléculas de oxigênio. No entanto, foi observada uma rápida passivação da superfície eletrocatalítica através da formação de filmes finos de Li2O2 e Li2CO3 aumentando o sobrepotencial da bateria durante a carga (diferença de potencial entre a carga e descarga > 1 V). Adicionalmente, a incorporação das nanopartículas de platina (Ptnp), ao invés da folha de platina, resultou no aumento da constante cinética da etapa determinante da reação em duas ordens de magnitude, o qual pode ser atribuído a uma mudança das propriedades eletrônicas na banda d metálica em função do tamanho nanométrico das partículas, e estas modificações contribuíram para uma melhor eficiência energética quando comparado ao sistema sem a presença de eletrocatalisador. Entretanto, as Ptnp se mostraram não específicas para a RRO, catalisando as reações de degradação do solvente eletrolítico e diminuindo rapidamente a eficiência energética do dispositivo prático, devido ao acúmulo de material no eletrodo. O emprego de líquido iônico como solvente eletrolítico, ao invés de DME, promoveu uma maior estabilização do intermediário superóxido formado na primeira etapa de transferência eletrônica, devido à interação com os cátions do líquido iônico em solução, o qual resultou em um valor de constante cinética da formação do superóxido de três ordens de magnitude maior que o obtido com o mesmo eletrodo de carbono vítreo em DME, além de diminuir as reações de degradação do solvente. Estes fatores podem contribuir para uma maior potência e ciclabilidade da bateria de lítio-ar operando com líquidos iônicos.

Desenvolvimento de eletrocatalisadores de PdM (M= Ni, Cu, Ag) para reação de redução de oxigênio em meio básico na ausência e presença de álcool

Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear)

Desenvolvimento e teste de nanocatalisadores a base de Pd para a redução de oxigênio

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Preparação e teste de nanocatalisadores 'PTFENI'/'C' e 'PTFECO'/'C' para redução de oxigênio

Pós-graduação em Química - IQ

Óxidos do tipo perovskita para reação de redução de no com CO

In this work, the perovskite-type oxides LaNiO3, LaMnO3, La0,7Sr0,3NiO3 and La0,7Sr0,3MnO3 were prepared by co-precipitation and tested in the NO reduction with CO at 400 and 500 ºC for 10 h. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, temperature programmed reduction with hydrogen, nitrogen adsorption and chemical analysis. The nonstoichiometric oxygen was quantified by temperature programmed reduction, and the catalytic tests showed that the La0,7Sr0,3MnO3 catalyst presented the higher performance for the reduction reaction of NO with CO. The partial substitution of lanthanum by strontium increased the NO conversion and the N2 yield.

Cinética da reação de redução de nitrato a nitrito por actinomicetos isolados de solo I - Influência da concentração hidrogênio-iônica

Among some strains of Actinomycetes isolated from Latosol red-yelow soil during the four seasons of the year only few strains had the capacity to reduce nitrate to nitrite. The stronger activity was shown by t !he strains isolated in springtime and at a pH of 5,5.

Cinética da reação de redução de nitrato por actinomicetos isolados do solo II - Influência dos elementos minerais

Some strains of Actinomycetes showed variation in its activity to reduce nitrate to nitrite when the nutrient solution was modified in relation to the major elements. One of these strains incapable of !this reaction showed a strong activity in nutrient solution without K and little activity without P. Otherwise strains capable of reducing nitrate to nitrite had this capacity decreased in absence of each one of the following elements: K, P, Mg, e S. K showed to be the most important of them, followed by P, Mg e S. Without any of these elements the pH of the nutrient solution has to be increased from 5,5 to 6,5 for the strains capable to reduce nitrate to nitrite preserve its capacity. The time for the reaction is increased from 5 to 8 days and the amount of nitrite obtained is small.

Reação de geração de oxigênio em eletrodos de Mn2O3 suportados em aço inoxidável

A study of the kinetics of oxygen evolution in alkaline conditions from ceramic films of Mn2O3 supported on stainless steel was carried out. This study has been done through the determination of transfer coefficients, Tafel slopes and exchange currents using potentiodynamic and quasi-potentiostatic measurements. The activation energy was determined as a function of the overpotential and, additionally, the electrode active surface was estimated. The results are consistent with data already published for other electrodes, implying that the methods used in this work were reliable and precise.

Eletrocatálise das reações de oxidação de hidrogênio e de redução de oxigênio

This work discusses the electrocatalytic processes taking place in the polymer electrolyte fuel cell electrodes, specifically the hydrogen oxidation reaction (HOR) and the oxygen reduction reaction (ORR), because these are clear examples of electrochemical reactions favored by the use of electrocatalysts. Since the gaseous reactants are very little soluble in the electrolyte, the use of special electrodes, named gas diffusion electrodes, is required to promote easy and continuous access of reactant gases to the electrocatalytic sites. Besides this, other important aspects such as the use of spectroscopic techniques and of theoretical models to improve the knowledge of the electrocatalytic systems are shortly discussed.

Óxidos do tipo perovskita para reação de redução de no com CO

In this work, the perovskite-type oxides LaNiO3, LaMnO3, La0,7Sr0,3NiO3 and La0,7Sr0,3MnO3 were prepared by co-precipitation and tested in the NO reduction with CO at 400 and 500 ºC for 10 h. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, temperature programmed reduction with hydrogen, nitrogen adsorption and chemical analysis. The nonstoichiometric oxygen was quantified by temperature programmed reduction, and the catalytic tests showed that the La0,7Sr0,3MnO3 catalyst presented the higher performance for the reduction reaction of NO with CO. The partial substitution of lanthanum by strontium increased the NO conversion and the N2 yield.