Caracterização em nanoescala de eletrodos bimetálicos por espectroscopia Raman amplificada por ponta (TERS) in situ no ambiente eletroquímico

• Processo: 22/16286-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 27 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 11 de dezembro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Ana Maria Gómez Marín
• Beneficiário: Ana Maria Gómez Marín
• Pesquisador Anfitrião: Katrin F. Domke
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Max Planck Society, Mainz, Alemanha
• Assunto(s): Espectroscopia Raman amplificada por superfície Eletroquímica Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrodos bimetálicos | Espectroscopia Raman amplificada por ponta | espectroscopia Raman amplificada por superfície | Nano-materiais plasmônicos | Sistemas eletroquímicos | Eletroquímica

Resumo

A identificação de sítios ativos, ou da composição química e da estrutura superficial de centros ativos, e das espécies intermediárias para uma reação está entre as questões mais desafiadoras em catálise heterogênea. Em ambientes eletroquímicos, esse ponto é ainda mais complicado de abordar por causa dos fenômenos adicionais nas interfaces eletrificadas. Um dos principais obstáculos para responder a essa questão se deve às limitações nas metodologias para adquirir informações em escala atômica in situ. A espectroscopia Raman aprimorada por ponta (TERS), uma combinação de Microscopia de Varredura com Sonda e espalhamento Raman aprimorado, é uma metodologia prometedora para correlacionar atividade catalítica de um eletrodo com sítios superficiais específicos. TERS fornece simultaneamente resolução espacial e aumento do sinal Raman devido à ressonância plasmônica da ponta, o que permite a caracterização da amostra pela obtenção de informação química e estrutural com resolução nanométrica. Este projeto tem como objetivos o emprego de TERS in-situ sob o ambiente eletroquímico (EC-TERS) para caracterizar as propriedades interfaciais de camadas de hidrogênio e CO, e a reatividade de eletrodos bimetálicos cataliticamente relevantes, como Pd/Au e Pt/Au, topograficamente próximos aos materiais catalíticos práticos, para as reações de evolução de hidrogênio e oxidação de CO em condições operacionais. A EC-TERS, ainda não está disponível no Brasil, mas o uso da técnica pode ajudar na compressão das propriedades eletrônicas dos diferentes sítios superficiais a nível atômico, e no desenho de novos materiais catalíticos com sítios ativos específicos, de maior eficiência em termos de seletividade e atividade, a partir de princípios fundamentais, no contexto de sistemas eletroquímicos sustentáveis para conversão/armazenamento de energia. (AU)