Estudo do perfil eletrocatalítico obtido pela combinação de diferentes matrizes carbonosas aplicadas para a eletrogeração de H2O2 via reação de redução de O2 (RRO)

• Processo: 24/05691-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Bruna Midori Araba do Monte
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletrocatalisadores Peróxido de hidrogênio Oxirredução Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrocatalisadores | Eletrossíntese de H2O2 | Matrizes carbonosas | peróxido de hidrogênio | Reação de Redução de Oxigênio | Eletroquímica

Resumo

A utilização de processos envolvendo a reação de redução do oxigênio (RRO) visando a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) vem sendo foco em estudos eletroquímicos devido à complexidade de se obter eletrocatalisadores que possuam seletividade para a eletrogeração in situ de H2O2 via 2e-, bem como apresentem baixo custo nos processos envolvidos para sua síntese. Matrizes carbonosas são uma classe de eletrocatalisadores amplamente aplicados para os processos de RRO, entretanto apesar de possuírem certa seletividade para esta reação, necessitam da incorporação de modificadores metálicos em suas estruturas para se obter um maior efeito de seletividade para a RRO 2 e-. Desta forma este projeto prevê a combinação de diferentes matrizes carbonosas, buscando-se obter efeitos eletrocatalíticos semelhantes aos provocados pelos modificadores metálicos utilizando as matrizes carbonosas comerciais do tipo Printex L6 (CPL6), Printex XE2B (CPXE2B) e óxido de grafeno como eletrocatalisadores. O efeito provocado pela combinação destas diferentes matrizes carbonosas em relação RRO 2e- será obtido por meio de ensaios eletroquímicos utilizando o eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE) e o eletrodo de difusão gasosa (EDG). Estes materiais carbonáceos serão caracterizados por meio das técnicas de ângulo de contato, difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplado com energia dispersiva de raios-X (EDX), fississorção de N2 (BET), análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). Desta forma espera-se obter altos índices de seletividade para a RRO 2 e- utilizando eletrocatalisadores baseados na combinação de materiais carbonáceos que possuem baixo custo de produção. Vale ressaltar que na literatura quase não se encontram pesquisam que avaliam os efeitos eletrocatalíticos obtidos pela junção de diferentes matrizes carbonosas que possuem propriedades físico-químicas distintas.