In situ/operando XAS aplicado ao estudo de compósitos de Fibra de Carbono/PAni para inibição da evolução de hidrogênio.

• Processo: 24/06899-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2024
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Evaldo Jose Corat
• Beneficiário: Laís Gimenes Vernasqui
• Supervisor: Christina Roth
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Bayreuth, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 23/06233-9 - Técnicas de caracterização "in situ" e "in operando" em superfícies de materiais de carbono nanoestruturado, BP.PD
• Assunto(s): Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletroquímica | Espectroscopia de absorção de raios X (XAS) | Inibição de evolução de hidrogênio | Reação de redução de CO2 | Reação de redução de N2 | Técnicas de caracterização in situ | Técnicas de caracterização in situ/operando

Resumo

Materiais carbonáceos, incluindo fibras de carbono (FC), são amplamente empregadps em diferentes aplicações eletroquímicas por suas propriedades como baixa densidade, boa condutividade e grande área superficial. Modificações, como a incorporação de polímeros condutores como a polianilina (PAni), podem melhorar seu desempenho. Recentemente, um novo compósito FC/PAni/Pb foi desenvolvido e aplicado como cátodo em baterias de chumbo-ácido. Este compósito aproveita a reorganização estrutural induzida por adsorção de Pb2+ em PAni para inibição da reação de evolução de hidrogênio (HER). Propomos estender esta abordagem utilizando outros íons metálicos para aplicações onde o HER também é um problema, como redução CO2 (usando Sn, Cu e Co como catalisadores) e redução de N2 (usando Fe como catalisador). A análise de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) oferece a possibilidade de entender sobre como os íons metálicos se integram à estrutura FC/PAni. Esta técnica revela coordenação e ligações de átomos metálicos dentro do compósito. Além disso, a realização de XAS in situ/operando proporciona uma compreensão mais profunda do mecanismo de adsorção durante os processos eletroquímicos, apoiando o desenvolvimento de materiais para aplicações do mundo real e preenchendo a lacuna entre a pesquisa e a comercialização. Esta proposta visa melhorar a compreensão do impacto do Pb e outros íons metálicos (Sn, Cu, Co e Fe) adsorvidos no compósito FC/PAni usando XAS in situ/operando. Os principais objetivos destas investigações são: i) os potenciais eletroquímicos necessários para a adsorção/dessorção de íons metálicos, e ii) mudanças estruturais durante processos eletroquímicos.