Enhanced ammonia electro-oxidation reaction on platinum-iron oxide catalyst assisted by MagnetoElectroCatalysis

Autor(es)

Fernandes, Caio Machado ; Rodrigues, Eduardo M. ; Alves, Odivaldo C. ; Garcia, Flavio ; Xing, Yutao ; dos Santos, Mauro C. ; Silva, Julio Cesar M.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APPLIED CATALYSIS O: OPEN; v. 205, p. 9-pg., 2025-08-01.

Resumo

Ammonia poses significant environmental challenges due to its role in water pollution, contributing to eutrophication and several detrimental environmental and ecological issues. Addressing the efficient removal or conversion of ammonia is, therefore, critical. Among various methods, the ammonia electro-oxidation reaction stands out due to its potential for direct energy conversion and environment remediation. Here, we synthesize platinum-iron oxide magnetic nanoparticles (Pt-MNP) as electrocatalysts and apply an alternating magnetic field (AMF) to enhance their activity. The AMF generates localized heat via Ne<acute accent>el relaxation, accelerating ammonia oxidation kinetics at the catalytic surface. Compared to conventional electro-oxidation methods, this technique demonstrates superior efficiency and stability, offering a promising alternative for ammonia treatment. This work uses the concept of MagnetoElectroCatalysis, showcasing the synergy between magnetic fields and the electrochemical process, leveraging the AMF to induce localized heating within the nanocatalyst, thereby improving its catalytic activity as shown in cyclic voltammetry and chronoamperometry experiments. By combining nanocatalyst design with innovative AMF application, this study provides a new avenue for enhancing electrochemical reactions, with broad implications for environmental remediation and sustainable energy solutions. (AU)

• Processo FAPESP: 24/03549-8 - Design inovador de reator eletroquímico para remoção de poluentes por meio do processo FotoEletro-Fenton assistido por energia solar.
• Beneficiário: Caio Machado Fernandes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/10484-4 - Aplicação de nanomateriais de baixo custo para degradação de interferentes endócrinos por meio de processos de oxidação avançada eletroquímicos sob influência de um campo magnético
• Beneficiário: Caio Machado Fernandes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/12895-1 - Processos avançados para a degradação de poluentes emergentes: materiais catalíticos, sensores eletroanalíticos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/15252-4 - Eletrocatalisadores nanoestruturados para aplicação em células a combustível alcalinas-ácidas diretas de glicerol
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular