Eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas em meio alcalino: cinética complexa e eletrocatálise

Resumo

Estudos eletroquímicos em sistemas afastados do equilíbrio termodinâmico têm recebido destaque na comunidade científica, devido essencialmente à facilidade com que instabilidades emergem e também pela simplicidade em manipular os parâmetros de controle. O estudo da eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas é certamente uma das principais questões nas pesquisas de eletrocatálise devido ao potencial uso em sistemas conversores de energia química em elétrica. Em meio alcalino, esses sistemas apresentarem algumas peculiaridades nas instabilidades dinâmicas, quando comparados com as reações em baixos valores de pH. Pode-se afirmar que, além de algumas observações experimentais isoladas, muito pouco se conhece atualmente sobre a dinâmica oscilatória de tais sistemas, assim como a sua relação com propriedades cinéticas em regime convencional. O presente projeto objetiva estudar, do ponto de vista mecanístico, a eletro-oxidação oscilatória de alguns polióis de cadeia curta em meio alcalino sobre superfícies policristalinas de platina, paládio e ouro. Para tal, serão realizadas análises cromatográficas on line e de nanobalança eletroquímica a cristal de quartzo (NECQ) in situ em conjunto com técnicas eletroquímicas convencionais, tendo em vista a elucidação do mecanismo associado às instabilidades. A combinação de técnicas eletroquímicas e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) será on-line, para que assim seja possível fazer uma correspondência direta com a variação de concentração dos polióis e seus produtos reacionais solúveis ao longo da reação. Entre os parâmetros experimentais a serem investigados (concentração da molécula orgânica, do eletrólito, parâmetros elétricos de controle, entre outros), estudar-se-á ainda o efeito da natureza do cátion alcalino presente no eletrólito de suporte. Os estudos experimentais serão complementados por modelagem e simulações numéricas.