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Auto-organização temporal na eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas: efeito da estrutura da superfície, da concentração de água e da temperatura

Processo: 12/21204-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2013
Vigência (Término): 31 de maio de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Hamilton Brandão Varela de Albuquerque
Beneficiário:Bruno Alarcon Fernandes Previdello
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):14/23073-6 - Eletro-oxidação de etanol sobre nanopartículas de PtNi: eletrocatálise e cinética não-linear, BE.EP.PD
Assunto(s):Metanol   Oscilações   Cinética   Glicerol   Eletrocatálise   Eletroquímica   Etanol

Resumo

Vários sistemas físico-químicos apresentam comportamento complexo quando afastados do estado de equilíbrio termodinâmico. Multi-estabilidade e cinética oscilatória são exemplos paradigmáticos de comportamento complexo em sistemas reacionais. Sistemas eletroquímicos são particularmente interessantes para tais investigações, devido à simplicidade intrínseca de manipulação dos parâmetros experimentais, somada à rica dinâmica temporal associada às reações de eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas. O presente projeto propõe o estudo experimental da auto-organização temporal nas reações de eletro-oxidação de metanol, etanol e glicerol. A cinética oscilatória será investigada sobre platina e em diferentes meios ácidos (H3PO4, H2SO4 e HClO4). Entre os principais parâmetros experimentais a serem explorados, serão investigados o efeito da razão de água numa grande faixa de concentração (em H3PO4) e temperatura, assim como a estrutura superficial do eletrodo de trabalho (Pt(111), Pt(100) e Pt(110)). A formação de produtos gasosos também será identificada online em alguns casos com o auxílio de um equipamento de espectrometria diferencial de massas eletroquímica (DEMS). Será acompanhada a evolução temporal de algumas espécies voláteis em certas concentrações de água e temperaturas de interesse, tanto em configuração convencional com platina eletrodepositada quanto em eletrodos massivos utilizando célula de fluxo acoplada.

Publicações científicas (6)
(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)
NOGUEIRA, JESSICA ALVES; VARELA, HAMILTON. Voltage Oscillations in a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell with Pd-Pt/C and Pd/C Anodes. CHEMISTRYOPEN, v. 6, n. 5, p. 629-636, OCT 2017. Citações Web of Science: 1.
HARTL, FABIAN W.; ZULKE, ALANA A.; FONTE, BRUNO J.; VARELA, HAMILTON. Temperature dependence of the evolving oscillations along the electrocatalytic oxidation of methanol. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 800, p. 99-105, SEP 1 2017. Citações Web of Science: 3.
NOGUEIRA, JESSICA A.; ARIAS, IVONNE K. PENA; HANKE-RAUSCHENBACH, RICHARD; VIDAKOVIC-KOCH, TANJA; VARELA, HAMILTON; SUNDMACHER, KAI. Autonomous Voltage Oscillations in a Direct Methanol Fuel Cell. Electrochimica Acta, v. 212, p. 545-552, SEP 10 2016. Citações Web of Science: 7.
PREVIDELLO, B. A. F.; FERNANDEZ, P. S.; TREMILIOSI-FILHO, G.; VARELA, H. Oscillatory Electro-oxidation of Methanol on Platinum Single Crystal Electrodes. ELECTROCATALYSIS, v. 7, n. 4, p. 276-279, JUL 2016. Citações Web of Science: 6.
ZULKE, ALANA A.; VARELA, HAMILTON. The effect of temperature on the coupled slow and fast dynamics of an electrochemical oscillator. SCIENTIFIC REPORTS, v. 6, APR 15 2016. Citações Web of Science: 5.
PREVIDELLO, BRUNO A. F.; MACHADO, EDUARDO G.; VARELA, HAMILTON. The effect of the alkali metal cation on the electrocatalytic oxidation of formate on platinum. RSC ADVANCES, v. 4, n. 29, p. 15271-15275, 2014. Citações Web of Science: 10.

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