Avaliação eletroquímica de eletrodos de difusão de gás para células a combustível de ácido fosfórico
| Ano de defesa: | 1991 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-07102025-144226/ |
Resumo: | O presente trabalho avaliou a resposta eletroquímica de eletrodos de difusão de gás catalisados com platina frente à redução de oxigênio em H2SO4 0,5 M, à temperatura ambiente, em função de sua composição e propriedades estruturais. Os estudos foram realizados através de técnicas eletroquímicas como curvas de polarização em estado estacionário, medidas de impedância e voltametria cíclica. Com base nos modelos teóricos existentes, as curvas de polarização permitiram estabelecer o tipo de controle (resistivo, por transferência eletrônica ou difusional) que determina o desempenho do eletrodo. As curvas de impedância obtidas durante a reação de redução de oxigênio mostraram que a resposta de todos os sistemas estudados é consistente com um circuito equivalente composto por um resistor em série com um arranjo de um capacitor em paralelo com um segundo resistor. A voltametria cíclica foi utilizada para estimar a área eletroativa, correspondente à superfície total de platina em contato com o eletrólito. Foram estudados os efeitos da variação do conteúdo de PTFE, da carga de platina e da porcentagem de platina no carbono. Tais estudos indicaram que tanto a hidrofobicidade quanto a espessura do eletrodo são determinantes do desempenho. Além disso, os estudos revelaram que, quando o eletrodo opera em condições ótimas, seu comportamento é extremamente semelhante ao de um eletrodo liso de platina com alta área superficial. |
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Avaliação eletroquímica de eletrodos de difusão de gás para células a combustível de ácido fosfóricoElectrochemical evaluation of gas diffusion electrodes for phosphoric acid fuel cellsácido fosfóricoavaliação eletroquímicacélulas a combustíveldesempenho eletroquímicoelectrochemical evaluationelectrochemical performanceeletrodos de difusão de gásfuel cellsgas diffusion electrodesphosphoric acidO presente trabalho avaliou a resposta eletroquímica de eletrodos de difusão de gás catalisados com platina frente à redução de oxigênio em H2SO4 0,5 M, à temperatura ambiente, em função de sua composição e propriedades estruturais. Os estudos foram realizados através de técnicas eletroquímicas como curvas de polarização em estado estacionário, medidas de impedância e voltametria cíclica. Com base nos modelos teóricos existentes, as curvas de polarização permitiram estabelecer o tipo de controle (resistivo, por transferência eletrônica ou difusional) que determina o desempenho do eletrodo. As curvas de impedância obtidas durante a reação de redução de oxigênio mostraram que a resposta de todos os sistemas estudados é consistente com um circuito equivalente composto por um resistor em série com um arranjo de um capacitor em paralelo com um segundo resistor. A voltametria cíclica foi utilizada para estimar a área eletroativa, correspondente à superfície total de platina em contato com o eletrólito. Foram estudados os efeitos da variação do conteúdo de PTFE, da carga de platina e da porcentagem de platina no carbono. Tais estudos indicaram que tanto a hidrofobicidade quanto a espessura do eletrodo são determinantes do desempenho. Além disso, os estudos revelaram que, quando o eletrodo opera em condições ótimas, seu comportamento é extremamente semelhante ao de um eletrodo liso de platina com alta área superficial.In this work, the electrochemical behavior of platinum gas diffusion electrodes was studied as a function of their composition and structural properties. The study was conducted in 0.5 M H2SO4 at room temperature, and the chosen reaction was the reduction of oxygen. The electrochemical parameters were determined through steady-state polarization curves, cyclic voltammetry, and impedance measurements. Using current theoretical models, it was possible to establish from the polarization curves the type of kinetic control (resistive, diffusional, or by charge transfer) that determines the behavior of the electrode. Impedance plots obtained during oxygen reduction showed that the response is similar for all systems and consistent with an equivalent circuit composed of a resistor in series with a parallel network consisting of a resistor and a capacitor. Cyclic voltammetry was used to determine the effective area of the electrode, corresponding to the total platinum surface in contact with the electrolyte. The studies involved an evaluation of the PTFE content, total platinum content, and the relative amounts of platinum and carbon. The results indicated that both the hydrophobicity and thickness of the electrode are essential parameters in determining its behavior. Furthermore, the studies showed that when the electrode operates under optimal conditions, its response is very similar to that of a flat platinum electrode with high surface area.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGonzalez, Ernesto RafaelSena, Denise Rocco de1991-03-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-07102025-144226/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/openAccesspor2025-10-08T11:42:02Zoai:teses.usp.br:tde-07102025-144226Biblioteca 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:27212025-10-08T11:42:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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