Autor(es)

Carrilho, Caroline de O. ; de Jesus, Juliana M. S. ; Moura, Joa O. Paulo C. ; Santos, Dara Silva ; Trench, Aline B. ; Fernandes, Caio Machado ; Santos, Aila O. ; Alves, Odivaldo C. ; Silva, Julio C. M. ; dos Santos, Mauro C.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Electrochimica Acta; v. 550, p. 12-pg., 2026-02-20.

Resumo

The sustainable electrogeneration of hydrogen peroxide (H2O2) via the two-electron oxygen reduction reaction (2e- ORR) represents a promising alternative to conventional production methods. In this study, CeO2 and CeO2MnOx nanoparticles were synthesized and supported on Vulcan XC-72 carbon at varying loadings (1, 3, and 5%), aiming to assess the lowest metal loading and high H2O2 electrosynthesis. Physicochemical characterizations confirmed the successful formation of CeO2 nanowires and the effectiveness of the MnOx surface modification. XRD, TEM, XPS, EPR, and contact angle analyses revealed that CeO2 loading increased surface hydrophilicity due to oxygenated functional groups, thereby favoring electrochemical activity. On the other hand, all CeO2MnOx loadings were statistically equal to Vulcan XC-72 in terms of contact angle. Electrochemical evaluations using a rotating ring-disk electrode (RRDE) demonstrated enhanced ORR activity and high H2O2 selectivity for the 1% CeO2MnOx/C and 3% CeO2/C catalysts, achieving up to 90% selectivity and elevated ring currents. The results suggest that low metal loading and surface modification via MnOx improve the balance between active site exposure, oxygen adsorption, and intermediate stabilization, thus favoring the selective 2epathway. These findings support the development of cost-effective, non-noble-metal catalysts for the electrosynthesis of green H2O2. (AU)

• 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: 22/10484-4 - 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: 22/15252-4 - 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
• Processo FAPESP: 21/14394-7 - Utilização de carbono Vulcan XC-72 modificado com nanoestruturas de nióbio dopadas com fluor e/ou cério na eletrogeração de H2O2 para degradação de desreguladores endócrinos por processos eletroquímicos oxidativos avançados
• Beneficiário: Aline Barrios Trench
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 21/05364-7 - Eletrocatalisadores nanoestruturados baseados em óxidos de manganês e tungstênio suportados em carbono visando eletrogeração de peróxido de hidrogênio e degradação eletroquímica de ciprofloxacino
• Beneficiário: João Paulo Carvalho Moura
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado