Estabilidade de eletrocatalisadores frente à eletro-oxidação de moléculas orgânicas

Resumo

O desenvolvimento de dispositivos de conversão de energia eficientes e confiáveis depende da obtenção de catalisadores mais ativos e altamente estáveis. Atualmente, o conhecimento sobre os fatores que afetam a atividade catalítica está mais avançado do que nossa compreensão sobre a estabilidade dos átomos superficiais, sendo, portanto, fundamental estabelecer relações funcionais entre atividade/estabilidade a fim de se sintetizar novos materiais com propriedades personalizadas. O desenvolvimento recente de ferramentas in situ que combinam eletroquímica de superfície a um espectrômetro de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS, Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) abriu a possibilidade de se estabelecer relações entre estrutura/estabilidade em superfícies monocristalinas de Pt, demonstrando que a dissolução do metal é dependente da coordenação dos átomos superficiais, da composição da dupla camada elétrica e do eletrólito, e do tipo de reação eletroquímica. Entretanto, há poucos estudos sobre como a eletrocatálise da oxidação de moléculas orgânicas pequenas impacta a estabilidade do eletrodo. O grupo do Dr. Nenad Markovic, do Argonne National Laboratory, tem se dedicado a compreender como estrutura e atividade se relacionam em muitas reações eletrocatalíticas, avançando recentemente no estabelecimento de relações estrutura/estabilidade. Visando investigar a dissolução de metais dos eletrodos durante a oxidação de moléculas orgânicas, propõe-se avaliar: i) o efeito da composição eletrolítica (H2SO4 e HClO4); ii) combinado com o tipo de superfície, isto é, Pt(hkl), e à natureza do metal (Au, Pt, Ir e Ru) para uma orientação fixa; iii) com o tipo de molécula a ser oxidada (CO, HCOOH, CH3OH e CH3OCH3); e, finalmente, iv) como condições estacionárias ou oscilatórias podem contribuir para as tendências entre atividade/estabilidade.