Opportunities and Knowledge Gaps of SO2 Electrocat... - BV FAPESP
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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Opportunities and Knowledge Gaps of SO2 Electrocatalytic Oxidation for H-2 Electrochemical Generation

Texto completo
Autor(es):
Dourado, Andre H. B. [1] ; Munhos, Renan L. [1] ; Silva, Jr., Norberto A. [1] ; Del Colle, Vinicius [2, 3] ; Carvalho, Gabriel G. A. [1] ; Oliveira, Pedro V. [1] ; Arenz, Matthias [4] ; Varela, Hamilton [2] ; Cordoba de Torresi, Susana I. [1]
Número total de Autores: 9
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Inst Quim, Ave Prof Lineu Prestes, BR-05508080 Sao Paulo, SP - Brazil
[2] Univ Sao Paulo, Inst Quim Sao Carlos, CP 780, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil
[3] Univ Fed Alagoas, Dept Quim, Campus Arapiraca, Ave Manoel Severino Barbosa, BR-57309005 Arapiraca, Alagoas - Brazil
[4] Univ Bern, Dept Chem & Biochem, Freiestr 3, CH--3012 Bern - Switzerland
Número total de Afiliações: 4
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ACS CATALYSIS; v. 9, n. 9, p. 8136-8143, SEP 2019.
Citações Web of Science: 2
Resumo

The current electrochemical method for H-2 production is water electrolysis, a process with a high energy demand, which is limited by the oxygen evolution reaction (OER). One way to handle the problems related to the OER is to use other oxidative reactions by so-called coupled water electrolysis. One option is the SO2 oxidation reaction (SO2OR), a process that generates H2SO4, which has industrial use, by the consumption of an abundant pollutant that demands, under standard conditions, 0.70 V less than the OER according to theoretical predictions. On the basis of theoretical calculations the mechanism is expected to be the same for a range of metallic catalysts, with the best ones being Pt and Au, in order. Here, the SO2 electro-oxidation on Pt and Au electrodes was investigated by in situ infrared reflection-absorption (IRRA) spectroelectrochemistry, aiming to elucidate the mechanism. On Pt, species such as dithionate, S2O62-, not commonly cited in the literature, were found as intermediates, and PtOH and PtO were suggested as oxidative species. On Au electrodes, the situation observed was completely different. The electrolyte chaotropicity strongly influenced the adsorption of SO2 on Au, changing from Au-O for highly kosmotropic media to Au-S for more chaotropic systems. When the Au-S bond is formed, dithionate and S(2)O(6)(2-)species were simultaneously present along with the Au(SO3) complex in solution. The observation of these two species was accompanied by potential oscillations, and an HN-NDR (hidden N-shaped negative differential resistor) oscillator was observed. Different mechanisms for different electrolytes are proposed for Au electrodes. (AU)

Processo FAPESP: 13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica
Beneficiário:Edson Antonio Ticianelli
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 15/26308-7 - Otimização das propriedades físico-químicas de materiais nano-estruturados e suas aplicações em reconhecimento molecular, catálise e conversão/armazenamento de energia
Beneficiário:Roberto Manuel Torresi
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 17/09346-8 - Estudo da oxidação do dióxido de enxofre em catalisadores de ouro nanoestruturados
Beneficiário:Renan Lopes Munhos
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 13/25592-8 - Estudo da adsorção de L-cisteína e L-cistina sobre eletrodo de platina
Beneficiário:André Henrique Baraldi Dourado
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Processo FAPESP: 15/08300-9 - Estudo da adsorção e oxidação de L-cisteína e L-cistina sobre eletrodo de Pt por espectroscopia infravermelho de reflexão interna e DEMS
Beneficiário:André Henrique Baraldi Dourado
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto