Efeito da distribuição de platina e teflon no comportamento eletroquímico de eletrodos de difusão de gás
| Ano de defesa: | 1992 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-11122025-174204/ |
Resumo: | No presente trabalho estudou-se a influência das distribuições de platina e Teflon sobre as caracteristicas operacionais e cinêticas dos eletrodos de difusão de gás, suportados em tecido de grafite. Os estudos foram realizados por meio das técnicas de voltametria cíclica, curvas de polarização de estado estacionário e impedância faradaica. através das quais foram avaliados e analisados os fatores limitantes do desempenho dos eletrodos frente a reação de redução de oxigênio, em soluções de ácido sulfúrico de várias concentrações. a 25 C. Para se alcançar os objetivos mencionados, houve a necessidade de se desenvolver uma metodologia especifica de preparação dos eletrodos, utilizando os principios do método de filtração, assim como de implementar um modelo teórico para caracterização do comportamento dos cátodos em regime de operação estacionária. A partir dos perfis das curvas de polarização e dos resultados de área eletroativa obtidos pela voltametria cíclica, para um grupo de eletrodos, foi realizado um ajuste dos dados experimentais com curvas teóricas fornecidas pelos modelos existentes. Com isto foi possivel estabelecer os critérios de diagnóstico para determinar e analisar os parâmetros relacionados a efeitos estruturais e cinéticos que regulam o desempenho dos eletrodos de difusão de gás. Os resultados obtidos pela técnica de impedância faradaica foram utilizados para dar suporte às interpretações levantadas pela técnica de polarização estacionária e pelos resultados da modelagem teórica. Destaca-se que grande parte dos eletrodos apresentaram limitações difusionais em regime de elevadas densidades de corrente, as quais estão relacionadas com a presença de um filme de eletrolito em contato com aglomerados catalíticos. Por outro lado, observou-se que fatores Ôhmicos internos influenciam fortemente o desempenho dos eletrodos, em particular, em condições de baixa concentração do eletrólito e/ou de elevados conteúdos de Teflon. |
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Efeito da distribuição de platina e teflon no comportamento eletroquímico de eletrodos de difusão de gásEffect of platinum and teflon distribution on the electrochemical behavior of gas diffusion electrodeseletrodos de difusão de gásgas diffusion electrodesoxygen reductionplatinaplatinumredução de oxigênioteflonteflonNo presente trabalho estudou-se a influência das distribuições de platina e Teflon sobre as caracteristicas operacionais e cinêticas dos eletrodos de difusão de gás, suportados em tecido de grafite. Os estudos foram realizados por meio das técnicas de voltametria cíclica, curvas de polarização de estado estacionário e impedância faradaica. através das quais foram avaliados e analisados os fatores limitantes do desempenho dos eletrodos frente a reação de redução de oxigênio, em soluções de ácido sulfúrico de várias concentrações. a 25 C. Para se alcançar os objetivos mencionados, houve a necessidade de se desenvolver uma metodologia especifica de preparação dos eletrodos, utilizando os principios do método de filtração, assim como de implementar um modelo teórico para caracterização do comportamento dos cátodos em regime de operação estacionária. A partir dos perfis das curvas de polarização e dos resultados de área eletroativa obtidos pela voltametria cíclica, para um grupo de eletrodos, foi realizado um ajuste dos dados experimentais com curvas teóricas fornecidas pelos modelos existentes. Com isto foi possivel estabelecer os critérios de diagnóstico para determinar e analisar os parâmetros relacionados a efeitos estruturais e cinéticos que regulam o desempenho dos eletrodos de difusão de gás. Os resultados obtidos pela técnica de impedância faradaica foram utilizados para dar suporte às interpretações levantadas pela técnica de polarização estacionária e pelos resultados da modelagem teórica. Destaca-se que grande parte dos eletrodos apresentaram limitações difusionais em regime de elevadas densidades de corrente, as quais estão relacionadas com a presença de um filme de eletrolito em contato com aglomerados catalíticos. Por outro lado, observou-se que fatores Ôhmicos internos influenciam fortemente o desempenho dos eletrodos, em particular, em condições de baixa concentração do eletrólito e/ou de elevados conteúdos de Teflon.In this work, the influence of the platinum and Teflon distributions on the operational characteristics of gas diffusion electrodes was investigated. The electrochemical experiments were carried out using cyclic voltammetry, steady-state polarization curves and ac impedance spectroscopy for the study of the oxygen reduction reaction in sulfuric acid solutions at 25oC. A specific methodology, using a filtration procedure, was developed for the fabrication of the carbon cloth supported gas diffusion electrodes employed in the experiments. A computational fitting of the experimental data to the theoretical equations of current electrode modeis was implemented, in order to establish general diagnostic criteria for the analyses of the structural and kinetic effects controlling the electrode performances. The general observation obtained was that a diffusional effect, associated to the presence of a thin electrolyte film recovering a flooded-agglomerate zone, is the limitation of the electrode performance at high current densities. Also, the presence of internal distributed ohmic effects was found, and strongly influences the electrode behavior, in particular, for low electrolyte concentrations and/or for the high Teflon contents in the catalyst layer of the electrodes.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTicianelli, Edson AntonioSilva, Sidnei Luis Andrade da1992-11-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-11122025-174204/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-12-12T13:38:02Zoai:teses.usp.br:tde-11122025-174204Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-12-12T13:38:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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