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Padrões espaço-temporais em eletrocatálise: experimentos, modelagem e simulações numéricas

Processo: 11/10982-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2012
Vigência (Término): 30 de setembro de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Hamilton Brandão Varela de Albuquerque
Beneficiário:Melke Augusto do Nascimento
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:09/07629-6 - Eletrocatálise IV: aspectos fundamentais e aplicados dos processos eletrocatalíticos, bio-eletrocatálise e instabilidades cinéticas, AP.BIOEN.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):12/24368-4 - Estudo teórico do comportamento espaço-temporal em sistemas eletroquímicos, BE.EP.PD
Assunto(s):Cinética   Sistemas complexos

Resumo

Comportamento complexo na forma de emergência espontânea de estruturas espaço-temporais em sistemas de reação-transporte tem se tornando uma área de pesquisa bastante ativa. Sistemas de reação-migração na interface sólido/líquido eletrificada são considerados sistemas-modelos ideais para tais investigações. Propõe-se nesse projeto o estudo da formação de padrões espaço-temporais em sistemas eletroquímicos longe do equilíbrio termodinâmico. Especificamente, o trabalho será desenvolvido por meio de experimentos, modelagem e simulações numéricas, e a reações de eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas sobre platina serão investigadas. Os experimentos serão realizados com um conjunto de 32 eletrodos de platina controlados globalmente e cujas correntes individuais serão monitoradas independentemente por meio de um sistema de aquisição de dados multicanal. Inicialmente será adotado uma geometria anular em uma dimensão. Já numa segunda etapa será adotada uma geometrias bidimensional. O modelo base para as simulações no espaço-tempo consiste de três equações diferenciais com a dependência do espaço restrita inicialmente ao potencial do eletrodo.

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
NASCIMENTO, MELKE A.; VARELA, HAMILTON; GALLAS, JASON A. C. Periodicity hubs and spirals in an electrochemical oscillator. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 19, n. 11, p. 3287-3296, NOV 2015. Citações Web of Science: 2.
RAPHAEL NAGAO; MELKE A. NASCIMENTO; HAMILTON VARELA. APARATO ELETROQUÍMICO PARA SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS MULTICANAL COM RESOLUÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL. Química Nova, v. 38, n. 1, p. 136-143, Jan. 2015.
NASCIMENTO, MELKE A.; NAGAO, RAPHAEL; EISWIRTH, MARKUS; VARELA, HAMILTON. Coupled slow and fast surface dynamics in an electrocatalytic oscillator: Model and simulations. Journal of Chemical Physics, v. 141, n. 23 DEC 21 2014. Citações Web of Science: 10.
DELMONDE, M. V. F.; NASCIMENTO, M. A.; NAGAO, R.; CANTANE, D. A.; LIMA, F. H. B.; VARELA, H. Production of Volatile Species during the Oscillatory Electro-oxidation of Small Organic Molecules. Journal of Physical Chemistry C, v. 118, n. 31, p. 17699-17709, AUG 7 2014. Citações Web of Science: 14.
GONG, SHIRUI; TANG, XIAODONG; ZHENG, JUHUA; NASCIMENTO, MELKE A.; VARELA, HAMILTON; ZHAO, YUEMIN; GAO, QINGYU. Amplitude-modulated spiral waves arising from a secondary Hopf bifurcation in mixed-mode oscillatory media. Chemical Physics Letters, v. 567, p. 55-59, APR 19 2013. Citações Web of Science: 0.

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