Química de coordenação de porfirazinas tetrarrutenadas e aplicação na conversão eletrocatalítica da água em oxigênio e hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Silva, Hiago Negromonte
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Chemically modified electrodes
Electrocatalysis
Eletrocatalise
Eletrodos quimicamente modificados
Porfirazina
Porphyrazine
Química supramolecular
Rutênio
Ruthenium
Supramolecular chemistry
Water-splitting
Watersplitting
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30042025-170257/
Resumo: Na busca por processos mais acessíveis e ecologicamente sustentáveis de produção de energia, a catálise eletroquímica aplicada à conversão de água em oxigênio e hidrogênio se mostra como uma excelente alternativa para a obtenção de combustíveis limpos. Para isso, é essencial o desenvolvimento de catalisadores redox capazes de reduzir a energia necessária para tal conversão e de acelerar o processo eletroquímico. Nesta Tese, o sistema supramolecular formado pela cobaltotetrapiridilporfirazina ligada a quatro complexos bipiridínicos de rutênio, TRuCoTpyPz, foi sintetizado e aplicado na catálise oxidativa da reação de evolução de oxigênio (OER), obtendo-se um sobrepotencial de 340 mV, com inclinaçao de Tafel de 52,67 mV dec-1 e estabilidade por mais de 15h de atividade ininterrupta. Por sua vez, a espécie TRuCuTPyPz e seu derivado com clorofenantrolina, TRuClPhenCuTPyPz, foram aplicados em catálise catódica na reação de evolução de hidrogênio (HER), obtendo-se valores de sobrepotencial de 1,31 V através de diferentes métodos de modificação de eletrodo e inclinação de Tafel por volta de 125 mV dec-1. Além disso, outras espécies semelhantes, incorporando o ligante bipiridina dicarboxilato, dcbpy, e um novo material incorporando derivado de fullereno também foram sintetizados e investigados. O conjunto de resultados obtidos abriu perspectivas importantes a serem exploradas para o desenvolvimento de novos catalisadores supramoleculares, com alta eficiência, para a setor energético
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