Investigação do mecanismo cinético da reação de redução do oxigênio em solventes não aquosos

Resumo

Devido sua densidade de energia teórica ser elevada, as baterias de lítio-ar representam uma fonte alternativa promissora para a substituição das baterias comerciáveis de íons lítio quando se trata de armazenamento e conversão de energia. No entanto, os sistemas práticos não atingem esta alta densidade de energia esperada devido a complicações como instabilidades do solvente, cinéticas lentas das reações e a irreversibilidade química durante as reações de redução de oxigênio (RRO) e de evolução de oxigênio (REO). Sabendo-se que ainda é pouco compreendido o papel do catalisador no mecanismo da RRO, este projeto propõe a investigação e obtenção de parâmetros cinéticos do mecanismo, em eletrodos constituídos de nanopartículas de platina e carbono, à luz de um modelo matemático de impedância. Mais especificamente, será analisada a influência do tamanho de partícula e o tipo do eletrocatalisador na RRO. Experimentos de Difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e experimentos eletroquímicos serão realizados para investigar quais as espécies formadas e suas dependências do potencial aplicado durante a ORR. Tais análises complementam os dados obtidos da espectroscopia de impedância eletroquímica e os resultados do modelo cinético proposto para esses eletrocatalisadores. Essa metodologia pode auxiliar no desenvolvimento de novos catalisadores, uma vez que relaciona as informações estruturais e eletrônicas dos eletrocatalisadores com os parâmetros cinéticos e a específica modificação no mecanismo de reação, e assim contribuir para o desenvolvimento das baterias de lítio-ar. (AU)