Estudos eletroquímicos relacionados com as células a combustível
| Ano de defesa: | 1984 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-17122025-121244/ |
Resumo: | O presente trabalho examina a eletroredução de oxigênio sobre ouro em soluções de CF3SO3H, H3PO4 e H2SO4, utilizando a técnica do eletrodo de disco-anel rotatório. Os estudos foram realizados em concentrações de 0,05 a 0,50 N a 25 °C, demonstrando que a cinética da reação ocorre por um mecanismo de reações paralelas fortemente dependentes do pH. Os resultados indicam que a redução do oxigênio em meio ácido ocorre predominantemente pela transferência de dois elétrons, gerando peróxido de hidrogênio, e que a cinética é mais rápida em soluções de CF3SO3H. Foi calculada a extensão da adsorção aniônica a partir de medidas de pseudo-capacitância para a formação de óxidos sobre ouro. Observou-se que os ânions H2PO4- e HSO4- possuem comportamento de adsorção semelhante, enquanto o CF3SO3- apresenta adsorção mínima. Adicionalmente, o estudo analisou o comportamento de adsorção desses ânions sobre mercúrio em soluções de força iônica constante, elucidando a estrutura da dupla camada e as isotermas de adsorção. Concluiu-se que a adsorção de ânions aumenta a sobrevoltagem da redução de oxigênio, fornecendo subsídios para a seleção de eletrólitos mais eficientes para células a combustível. |
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Estudos eletroquímicos relacionados com as células a combustívelElectrochemical studies related to fuel cellsadsorção aniônicaanionic adsorptioncélulas a combustíveleletrodo de disco-anel rotatórioeletroredução de oxigêniofuel cellsoxygen electroreductionrotating ring-disk electrodeO presente trabalho examina a eletroredução de oxigênio sobre ouro em soluções de CF3SO3H, H3PO4 e H2SO4, utilizando a técnica do eletrodo de disco-anel rotatório. Os estudos foram realizados em concentrações de 0,05 a 0,50 N a 25 °C, demonstrando que a cinética da reação ocorre por um mecanismo de reações paralelas fortemente dependentes do pH. Os resultados indicam que a redução do oxigênio em meio ácido ocorre predominantemente pela transferência de dois elétrons, gerando peróxido de hidrogênio, e que a cinética é mais rápida em soluções de CF3SO3H. Foi calculada a extensão da adsorção aniônica a partir de medidas de pseudo-capacitância para a formação de óxidos sobre ouro. Observou-se que os ânions H2PO4- e HSO4- possuem comportamento de adsorção semelhante, enquanto o CF3SO3- apresenta adsorção mínima. Adicionalmente, o estudo analisou o comportamento de adsorção desses ânions sobre mercúrio em soluções de força iônica constante, elucidando a estrutura da dupla camada e as isotermas de adsorção. Concluiu-se que a adsorção de ânions aumenta a sobrevoltagem da redução de oxigênio, fornecendo subsídios para a seleção de eletrólitos mais eficientes para células a combustível.The electroreduction of oxygen on gold in CF3SO3H, H3PO4, and H2SO4 solutions was examined using the rotating ring-disk electrode technique. Studies were conducted at concentrations of 0.05 to 0.50 N at 25 °C, showing that the reaction kinetics follow a parallel mechanism strongly dependent on pH. Results provide evidence that oxygen reduction at gold in acid electrolytes proceeds predominantly by a two-electron transfer process to form hydrogen peroxide, and the kinetics are faster in CF3SO3H than in other studied acids. The extent of anion adsorption was calculated from pseudo-capacitance for gold surface oxide formation. While HSO4- and H2PO4- ions showed similar adsorption behavior, CF3SO3- adsorption was minimal at all recorded potentials. The adsorption behavior of H2PO4- ions on mercury was also analyzed in constant ionic strength solutions, elucidating the double layer structure. The structure of interfaces and adsorption isotherms for CF3SO3- and H2PO4- were analyzed based on an electrostatic model of the double layer. The main conclusion is that anionic adsorption increases the overvoltage of oxygen electroreduction, which is useful for designing more efficient electrolytes for fuel cells.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAvaca, Luis AlbertoCarubelli, Ademir1984-04-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-17122025-121244/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/openAccesspor2025-12-18T13:20:02Zoai:teses.usp.br:tde-17122025-121244Biblioteca 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:27212025-12-18T13:20:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O presente trabalho examina a eletroredução de oxigênio sobre ouro em soluções de CF3SO3H, H3PO4 e H2SO4, utilizando a técnica do eletrodo de disco-anel rotatório. Os estudos foram realizados em concentrações de 0,05 a 0,50 N a 25 °C, demonstrando que a cinética da reação ocorre por um mecanismo de reações paralelas fortemente dependentes do pH. Os resultados indicam que a redução do oxigênio em meio ácido ocorre predominantemente pela transferência de dois elétrons, gerando peróxido de hidrogênio, e que a cinética é mais rápida em soluções de CF3SO3H. Foi calculada a extensão da adsorção aniônica a partir de medidas de pseudo-capacitância para a formação de óxidos sobre ouro. Observou-se que os ânions H2PO4- e HSO4- possuem comportamento de adsorção semelhante, enquanto o CF3SO3- apresenta adsorção mínima. Adicionalmente, o estudo analisou o comportamento de adsorção desses ânions sobre mercúrio em soluções de força iônica constante, elucidando a estrutura da dupla camada e as isotermas de adsorção. Concluiu-se que a adsorção de ânions aumenta a sobrevoltagem da redução de oxigênio, fornecendo subsídios para a seleção de eletrólitos mais eficientes para células a combustível. |
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