Auto-organização espaço-temporal em eletrocatálise

Resumo

A formação espontânea de padrões espaço-temporais em sistemas de reação-transporte tem se tornado uma área de pesquisa ativa. Comportamento complexo nesses sistemas ocorre em condições afastadas do estado de equilíbrio termodinâmico e resulta da interação entre a dinâmica temporal não-linear e as propriedades de transporte. Graças a algumas propriedades de troca de informação lateral e facilidade de controle global, sistemas de reação-migração na interface sólido/líquido são considerados sistemas-modelo ideais. Propõe-se nesse projeto o estudo experimental da dinâmica espaço-temporal presente na reação de eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas do tipo C1 sobre superfícies de platina policristalina. Os experimentos serão divididos em suas seções: (a) efeito do segundo metal (i.e. rutênio) durante a cinética oscilatória de metanol e (b) efeito dos ânions trifluorometanossulfonato (SO3CF3-) e hexafluorofosfato (PF6-) durante a eletro-oxidação de ácido fórmico. Ambos os experimentos serão realizados em solução aquosa de ácido perclórico com controle de temperatura e transporte de massa. Os principais aspectos da dinâmica temporal do sistema serão investigados através de técnicas eletroquímicas clássicas acompanhadas da espectroscopia de infravermelho in situ. Métodos de análise temporal em dinâmica não-linear serão utilizados para a caracterização do sistema, como reconstrução de atratores, transformada de Fourier, secção e mapa de Poincaré. Sob o ponto de vista da dinâmica espaço-temporal, os experimentos serão realizados através do emprego de um conjunto de sessenta e quatro eletrodos de platina controlados globalmente e cujas correntes individuais serão monitoradas independentemente através de um sistema de aquisição de dados multicanal. Será adotado inicialmente um arranjo anular unidimensional e a dinâmica será estudada sob a influência de acoplamento global negativo.