Neste trabalho foram investigadas as propriedades de eletrodos ternários ADEs de composição nominal Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,7), utilizando as medidas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) em função da freqüência ac e potencial. A EIE é uma técnica de análise \"in situ\", que fornece informações importantes a respeito dos processos de carregamento/descarregamento da interface. O material eletródico utilizado foi preparado utilizando-se a metodologia de decomposição térmica de precursores poliméricos (DPP), um método que permite a obtenção de filmes finos, com superfície homogênea e um excelente controle do metal presente no recobrimento de óxidos. Os resultados obtidos foram interpretados de acordo com duas abordagens: a de circuito equivalente e também a de linha de transmissão, com a finalidade de verificar as diferenças e a eficácia de ambas abordagens de análise, bem como suas limitações para descrever o sistema em questão. Os experimentos de EIE foram realizados com eletrodos recém preparados nos intervalos de potencial referentes às regiões da dupla camada elétrica (DCE) e da reação de desprendimento de oxigênio (RDO), e também durante o processo de desativação dos mesmos nos testes de vida útil (TVU). Os circuitos equivalentes que melhor ajustaram os dados experimentais para os experimentos nas regiões da DCE e na RDO foram: RWL(Cdc[RpQp])(RfQf) e RWL(RtcQdc)(RfQf), respectivamente. O comportamento da capacitância da dupla camada elétrica em função dos potenciais na região da DCE é similar ao comportamento observado pelo voltamograma. A troca de TiO2 por SnO2 favoreceu a RDO, apresentando valores menores de Rtc. Na abordagem utilizando linha de transmissão, foi possível representar o comportamento dos eletrodos Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 em ambas regiões (DCE e RDO) utilizando apenas uma linha de transmissão, formada por um único canal, onde c1 é formado por r ou q, e a interface z é formada por um conjunto em paralelo (rq). Os valores de rtc diminuem com o aumento do potencial e com o aumento da quantidade de SnO2 no sistema. Os diferentes componentes dos circuitos (Rf,Cdc, RW e L) obtidos para ambas abordagens apresentaram comportamentos similares. / In this work, we have investigated the electrochemical proprieties of ternary electrodes of the DSA-type with nominal compositions of Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,7), using electrochemical impedance spectroscopy (EIE) as a function of ac frequency and potential. The EIE is an in situ analytical technique, which furnishes useful information about the charging/discharching process of the interface. The investigated electrode material has been prepared by thermal decomposition of the polymeric precursor (DPP). This method is possible to obtain thin films with homogeneous surface, as well as excellent control of the metal oxide present in the ceramic coating. The experimental data has been modeled using two different approaches: equivalent circuits and transmission line. The main purpose of doing this was to evaluate the efficiency of both models, as well as their limits concerning the description of the investigated system. The EIS experiments were conducted with fresh by prepared electrodes, in the potential region covering the double layer domain (DL) and the oxygen evolution reaction (OER). The electrode deactivation process was studied by using the electrode life time test. The equivalent circuits derived from the simulation of experimental data for the DL and OER regions were RWL(Cdl[RpQp])(RfQf) and RWL(RctQdl)(RfQf), respectively. The behavior of the capacitance in the double layer domain is similar to the behavior of the voltammogram. Substitution of TiO2 for SnO2 favors OER, leading to lower Rct values. By using the transmission line (TL) approach, it was possible to represent the behavior of Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 electrodes in both potential regions (DL and OER) using a single TL, formed by one channel, where c1 is formed by r and q, the interface z is formed by a set of (rq) in parallel. The rct value diminishes as the potential and SnO2 content are increased. The different components of the circuit (Rf,Cdl, RW e L) presented similar behavior for both approaches.

Neste trabalho foram investigadas as propriedades de eletrodos ternários ADEs de composição nominal Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,7), utilizando as medidas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) em função da freqüência ac e potencial. A EIE é uma técnica de análise \"in situ\", que fornece informações importantes a respeito dos processos de carregamento/descarregamento da interface. O material eletródico utilizado foi preparado utilizando-se a metodologia de decomposição térmica de precursores poliméricos (DPP), um método que permite a obtenção de filmes finos, com superfície homogênea e um excelente controle do metal presente no recobrimento de óxidos. Os resultados obtidos foram interpretados de acordo com duas abordagens: a de circuito equivalente e também a de linha de transmissão, com a finalidade de verificar as diferenças e a eficácia de ambas abordagens de análise, bem como suas limitações para descrever o sistema em questão. Os experimentos de EIE foram realizados com eletrodos recém preparados nos intervalos de potencial referentes às regiões da dupla camada elétrica (DCE) e da reação de desprendimento de oxigênio (RDO), e também durante o processo de desativação dos mesmos nos testes de vida útil (TVU). Os circuitos equivalentes que melhor ajustaram os dados experimentais para os experimentos nas regiões da DCE e na RDO foram: RWL(Cdc[RpQp])(RfQf) e RWL(RtcQdc)(RfQf), respectivamente. O comportamento da capacitância da dupla camada elétrica em função dos potenciais na região da DCE é similar ao comportamento observado pelo voltamograma. A troca de TiO2 por SnO2 favoreceu a RDO, apresentando valores menores de Rtc. Na abordagem utilizando linha de transmissão, foi possível representar o comportamento dos eletrodos Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 em ambas regiões (DCE e RDO) utilizando apenas uma linha de transmissão, formada por um único canal, onde c1 é formado por r ou q, e a interface z é formada por um conjunto em paralelo (rq). Os valores de rtc diminuem com o aumento do potencial e com o aumento da quantidade de SnO2 no sistema. Os diferentes componentes dos circuitos (Rf,Cdc, RW e L) obtidos para ambas abordagens apresentaram comportamentos similares. / In this work, we have investigated the electrochemical proprieties of ternary electrodes of the DSA-type with nominal compositions of Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,7), using electrochemical impedance spectroscopy (EIE) as a function of ac frequency and potential. The EIE is an in situ analytical technique, which furnishes useful information about the charging/discharching process of the interface. The investigated electrode material has been prepared by thermal decomposition of the polymeric precursor (DPP). This method is possible to obtain thin films with homogeneous surface, as well as excellent control of the metal oxide present in the ceramic coating. The experimental data has been modeled using two different approaches: equivalent circuits and transmission line. The main purpose of doing this was to evaluate the efficiency of both models, as well as their limits concerning the description of the investigated system. The EIS experiments were conducted with fresh by prepared electrodes, in the potential region covering the double layer domain (DL) and the oxygen evolution reaction (OER). The electrode deactivation process was studied by using the electrode life time test. The equivalent circuits derived from the simulation of experimental data for the DL and OER regions were RWL(Cdl[RpQp])(RfQf) and RWL(RctQdl)(RfQf), respectively. The behavior of the capacitance in the double layer domain is similar to the behavior of the voltammogram. Substitution of TiO2 for SnO2 favors OER, leading to lower Rct values. By using the transmission line (TL) approach, it was possible to represent the behavior of Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 electrodes in both potential regions (DL and OER) using a single TL, formed by one channel, where c1 is formed by r and q, the interface z is formed by a set of (rq) in parallel. The rct value diminishes as the potential and SnO2 content are increased. The different components of the circuit (Rf,Cdl, RW e L) presented similar behavior for both approaches.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-20T14:16:36Z No. of bitstreams: 1 DEYDEBY ILLAN DOS SANTOS PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015.pdf: 1980068 bytes, checksum: 34bbeba76537ef3576d5c38716ffa473 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T14:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEYDEBY ILLAN DOS SANTOS PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015.pdf: 1980068 bytes, checksum: 34bbeba76537ef3576d5c38716ffa473 (MD5) Previous issue date: 2015-03-17 / Capes / A produção de gases poluentes está ligada diretamente ao grande consumo dos combustíveis fósseis. O meio ambiente já vem dando sinais de desgaste, enquanto que eles continuam sendo de extrema importância para a economia global. Os danos causados pelo aquecimento global, juntamente com a crescente preocupação com a diminuição dos níveis das reservas mundiais de combustíveis fósseis e à crescente demanda global energética motivam os estudos sobre a produção de hidrogênio por ele apresentar-se com um grande vetor energético. Geralmente, os processos básicos para a produção de hidrogênio a partir de fontes primárias de energia são: a eletrólise da água; processos termoquímicos e também processos biológicos. A eletrólise, apesar de ser promissora, ainda precisa de uma quantidade considerável de energia. Por isso, pesquisas devem ser desenvolvidas para tornar o H2, de fato, um vetor energético. Foi seguindo esta perspectiva que o presente trabalho teve como objetivo avaliar um reator eletrolítico bipolar constituído por eletrodos porosos de níquel para produção de H2. No reator estudado foram utilizados eletrodos porosos compostos por placas de aço (1020 niqueladas) e esponjas porosas de níquel soldadas na área eletrolítica. Com a caraterização do reator foi constatado que ele teve um desempenho superior a um reator compostos por eletrodos de aço niquelado operando nas mesmas condições de tensão e concentração do eletrólito. O fluxo de H2 produzido nos eletrodos lisos com solução de KOH a (20 e 25) % foram (0,042 e 0,043) L/(h.cm2), respectivamente. Já o fluxo de H2 dos eletrodos porosos de níquel com solução de KOH a (20 e 25) % foram (0,087 e 0,122) L/(h.cm2), respectivamente. Com este fato foi constatado que com a mesma área eletrolítica produziu-se mais que o dobro e, praticamente, o triplo de H2 com os eletrodos porosos de níquel operando com solução de KOH a (20 e 25) %, respectivamente, em massa, como eletrólito. Este desempenho provocou uma economia de até 46,69 % na energia consumida para produzir 1,0 m3 de H2. Diante dos resultados obtidos com o reator, o eletrodo poroso de níquel mostrou ser excelente para ser empregado no processo de produção de hidrogênio por torná-lo mais eficaz e viável. / The production of gaseous pollutants is linked directly to the large consumption of fossil fuels. The environment is already showing signs of wear, while they are still being extremely important for the global economy. The damage caused by global warming, along with the growing concern about the decreased levels of world reserves of fossil fuels and the growing demand energetic global, motivate studies on the production of hydrogen by him introduce yourself how with a large energy vector. Generally, the basic processes for producing hydrogen from the primary energy sources are: the electrolysis of water; thermochemical processes and also biological processes. The electrolysis; despite being promising; still needs a considerable amount of energy. That is why; researches should be developed to make the H2, indeed, an energy vector. Was following this perspective that the present work aimed to evaluate a bipolar electrolytic reactor composed by electrodes porous the nickel for H2 production. On the reactor studied were used porous electrodes compounds steel of plates (nickel-1020) and sponges porous of nickel welded in the electrolyte area. With the characterization of the reactor was found that he had a superior performance at a reactor composed of steel electrodes nickel plated operating under the same conditions of tension and concentration of the electrolyte. The H2 flow produced in flat electrodes with KOH solution (20 and 25) % were (0,042 and 0,043) L/(h.cm2), respectively. Already the H2 flow of the nickel porous electrode with solution of KOH (20 and 25) % were (0,087 and 0,122) L/(h.cm2), respectively. With this fact it was found that with the same electrolytic area was produced more than the dobro and, practically; triple the H2 with electrodes porous of nickel operating with KOH solution (20 and 25) %; respectively; by mass; as electrolyte. This performance led to savings of up to 46,69 % in energy consumed to produce 1,0 m3 of H2. Based on the results with the reactor, the electrode porous of nickel was shown to be excellent to be employed in the hydrogen production process by making it more effective and viable.