Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6303
Tipo do documento: Tese
Título: Síntese de um eletrocatalisador bifuncional baseado na dopagem de óxido de grafeno reduzido com nitrogênio
Título(s) alternativo(s): Synthesis of a bifunctional electrocatalyst based on the doping of reduced graphene oxide with nitrogen
Autor: OLIVEIRA, Eleilde de Sousa 
Primeiro orientador: TANAKA, Auro Atsushi
Primeiro membro da banca: TANAKA, Auro Atsushi
Segundo membro da banca: PASSOS, Raimundo Ribeiro
Terceiro membro da banca: SANTOS JUNIOR, José Ribeiro dos
Quarto membro da banca: MARQUES, Aldaléa Lopes Brandes
Quinto membro da banca: MACIEL, Adeilton Pereira
Resumo: O desenvolvimento de catalisadores bifuncionais eficientes e de baixo custo para as reações de redução de oxigênio (RRO) e de evolução de oxigênio (REO) é imprescindível para o avanço das tecnologias de células a combustível. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta um estudo realizado para o desenvolvimento um catalisador bifuncional empregando fenantrolina como N-precursor para a dopagem de óxido grafeno reduzido (rGO). O catalisador preparado sob condições otimizadas por meio de um estudo estatístico multivariado, utilizando parâmetros como tempo (0,3 a 3,7 h), temperatura de pirólise (631,8 a 968,2 °C) e massa do precursor (59,8 a 110,2 mg), exibiu considerável atividade eletrocatalítica frente a RRO, com o envolvimento de 4 (quatro) elétrons. Além disso, a inclinação de Tafel registrada (~ 150 mV dec-1 ) indicou a primeira transferência eletrônica como a etapa determinante da reação. Caracterizações morfológicas e físico-químicas (XPS, MEV, FT-IR e raios-X) forneceram informações sobre a estrutura do material, correlacionando a estabilidade e o desempenho catalítico observado com a temperatura e o tempo de pirólise. Notadamente, este estudo também mostrou que sob condições otimizadas, o mesmo precursor pode produzir diversos resultados. Neste sentido, o catalisador otimizado apresentou atividades eletrocatalíticas bifuncionais RRO/REO (ΔE = 1,05 V) em meio alcalino, com desempenho competitivo em comparação com catalisadores comerciais de Pt/C e catalisadores isentos de metal relatados na literatura. A atividade para REO foi avaliada por curvas de polarização, demonstrando o desempenho bifuncional do catalisador.
Abstract: The development of efficient and low-cost bifunctional catalysts for oxygen reduction (RRO) and oxygen evolution (REO) reactions is essential for the advancement of fuel cell technologies. In this sense, the present work presents a study carried out to develop a bifunctional catalyst using phenanthroline as N-precursor for the doping of reduced graphene oxide (rGO). The catalyst prepared under optimized conditions through a multivariate statistical study, using parameters such as time (0.3 at 3.7 h), pyrolysis temperature (631.8 at 968.2 °C) and catalyst mass (59.8 a 110.2 mg), exhibited considerable electrocatalytic activity against RRO, with the involvement of 4 (four) electrons. Furthermore, the recorded Tafel slope (~150 mV dec-1 ) indicated the first electron transfer as the determining step of the reaction. Morphological and physicochemical characterizations provided information about the structure of the material, correlating the stability and catalytic performance observed with the temperature and pyrolysis time. Notably, this study also showed that under optimized conditions, the same precursor can produce diverse results. In this sense, the optimized catalyst showed electrocatalytic activities ORR / OER (ΔE = 1,05 V) in alkaline media, with competitive performance compared to commercial Pt/C catalysts and metal-free catalysts reported in the literature. The activity for REO was evaluated by polarization curves, demonstrating the bifunctional performance of the event.
Palavras-chave: redução de oxigênio;
volução de oxigênio;
óxido de grafeno reduzido.
oxygen reduction;
oxygen evolution;
reduced graphene oxide.
Área(s) do CNPq: Química
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO DOUTORADO EM QUÍMICA (ASSOCIADO UFMA-IFMA)
Citação: OLIVEIRA, Eleilde de Sousa. Síntese de um eletrocatalisador bifuncional baseado na dopagem de óxido de grafeno reduzido com nitrogênio. 2025. 61 f. Tese ( Programa de Pós-Graduação Doutorado em Química) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6303
Data de defesa: 28-Abr-2025
Aparece nas coleções:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO DOUTORADO EM QUÍMICA (ASSOCIADO UFMA-IFMA)

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
ELEILDE_OLIVEIRA.pdfTese de Doutorado2,08 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.