Desenvolvimento e caracterização de ligas ternárias de níquel para utilização como materiais catódicos da reação de desprendimento de hidrogênio

• Ano de defesa: 2001
• Autor(a) principal: Crnkovic, Fernando Cesar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: electrocatalysts; eletrocatalisadores; eletrólise da água; hydrogen evolution reaction; ligas de níquel; nickel alloys; reação de desprendimento de hidrogênio; water electrolysis
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-05022026-115947/

Este trabalho descreve a preparação, caracterização e testes eletroquímicos de materiais catódicos para a eletrólise da água visando à combinação dos efeitos de atividade eletrocatalítica intrínseca e alta área superficial, gerando um material de menor sobrepotencial frente à reação de desprendimento de hidrogênio (RDH). A RDH foi estudada em meio alcalino sobre cátodos constituídos de ligas metálicas à base de níquel - Ni de alta área (obtida pela codeposição de Zn, com posterior extração deste por lixiviação alcalina), Ni-Fe depositado sobre níquel de alta área, Ni-Fe-Co e Ni-Fe-Mo, os quais foram também codepositados com zinco para aumento de área superficial mediante lixiviação. A codeposição Ni-Fe-Mo-Zn com o zinco sendo adicionado a partir dos 40 minutos finais (ao invés de ser adicionado desde o início) possibilitou a obtenção de um material de maior resistência mecânica. As ligas foram caracterizadas por técnicas de microscopia (MEV e MFA) e de análise de composição (EDX), além de serem testadas frente à RDH por meio do levantamento de curvas de polarização (diagramas de Tafel) e eletrólises de longa duração. As ligas Ni-Fe depositadas sobre Ni de alta área não apresentaram resultados satisfatórios uma vez que não aumentou a atividade do níquel de alta área. As ligas Ni-Fe-Co e Ni-Fe-Co-(Zn) (da qual o zinco foi retirado por lixiviação) apresentaram-se estáveis, porém, com sobrepotenciais relativamente elevados (275 mV e 130 mV, respectivamente, sob corrente de 135 mA cm-2, a 70 °C). Os depósitos Ni-Fe-Mo e Ni-Fe-Mo-(Zn) apresentaram, sob as mesmas condições, sobrepotenciais iguais a 99,1 mV e 89,5 mV, respectivamente, indicando possibilidade de futuras aplicações.