Ref.: MmeMge10-001
Apresentador: Jéssica Julianne Porfirio Nascimento
Autores (Instituição): Nascimento, J.J.(Universidade Federal do Ceará); Oliveira, F.G.(Universidade Federal do Ceará); Neto, P.d.(Universidade Federal do Ceará); Correia, A.N.(Universidade Federal do Ceará);
Resumo:
O objetivo deste trabalho é investigar a eletrodeposição de revestimentos de FexMn(1-x) a partir da mistura eutética de cloreto de colina e ureia, na proporção molar de 1:2 (1ChCl:2U), e avaliar suas propriedades eletrocatalítica para produção de hidrogênio por eletrólise da água em meio alcalino (NaOH). Os eletrodepósitos de FexMn(1-x) foram preparados sobre superfície de cobre com uma área exposta de aproximadamente 2 cm2. As soluções de eletrodeposição foram preparadas com diferentes proporções de FeCl2.4H2O e MnCl2.4H2O. Todos os eletrodepósitos foram obtidos sob controle potenciostático em -1,0 V (E vs Ag/AgCl) e em 80 °C. As camadas eletrodepositadas foram caracterizadas quanto aos seus percentuais de Fe e Mn, às suas morfologias superficiais e às suas fases cristalográficas. Os desempenhos eletrocatalíticos dos revestimentos de FexMn(1-x) foram investigados em NaOH 1 mol L-1 à temperatura ambiente do laboratório (25 °C) por polarização eletroquímica e testes de estabilidade. De acordo com os resultados, foram obtidos revestimentos com as seguintes composições químicas: Fe, Fe98Mn2, Fe86Mn14, Fe84Mn16 e Fe79Mn21. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) exibiram uma mudança na morfologia da superfície do eletrodo com a adição do Mn, revelando aglomerados de estruturas esféricas com poros e a presença de trincas. As análises de difração de raios-X (DRX) mostraram a formação de Fe e uma fase intermetálica FeMn. Adicionalmente, os revestimentos Fe86Mn14 e Fe84Mn16 apresentaram os maiores valores de área superficial eletroquimicamente ativa (ECSA) com 228 e 132 cm2, respectivamente. Além disso, dentre os revestimentos estudados, o Fe86Mn14 apresentou os melhores resultados para aplicação como eletrocatalisador para a produção de H2, com o valor de sobrepotencial de 217 mV para uma corrente aplicada de 10 mA cm-2. Esse comportamento se correlaciona com os resultados da ECSA, pois a presença de poros e trincas na morfologia dos aglomerados esféricos proporciona maior área superficial deste material e, consequentemente, a diminuição do sobrepotencial para a produção de H2 por eletrólise da água. Adicionalmente, os revestimentos de FeMn foram obtidos sem a necessidade de adição de agentes complexantes. Portanto, a mistura eutética 1ChCl:2U é uma alternativa ambientalmente amigável para eletrodeposição das camadas de FexMn(1-x). Por fim, as camadas FexMn(1-x) apresentaram bom desempenho eletrocatalítico e estabilidade para a produção de H2 em meio alcalino, demonstrando que estes materiais possuem potencial de serem aplicados em sistemas de produção de H2 a partir da eletrólise da água.