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Previous issue date: 2016-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / The oxygen reduction reaction (ORR) is a fundamental reactionin the performance of próton exchange membrane fuel cells (PEMFC). In these systems, platinum (Pt) nanoparticles dispersed on Vulcan XC-72 carbon still remains the most widely used system to promote the RRO in aqueous solutions. In the last decades, new carbonaceous materials, as fullerene, single wall carbon nanotubes (SWCNT) and multiwall carbono nanotubes (MWCNT), graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), were developed and researched as new support materials for electron mediators in different areas, as electrochemistry, sensor, surface science and heterogeneous catalysis. In this work, Pt nanoparticles have been dispersed on Vulcan XC-72, MWCNT, GO e rGO by the alcohol reduction method using ethylene glycol as solvent and reduction agent. Physical characterization of these materials were conducted with energy dispersive Xray spectroscopy (EDS or EDX), X-ray diffraction spectroscopy (DRX), transmission electron microscopy (TEM) and Raman spectroscopy. The electrochemical properties of these materials were investigated, in 1,0 mol L-1 KOH solutions, with the cyclic voltammetry, rotating disk electrode and techniques, and showed that these carbonaceous materials promote the ORR through a peroxide mechanism (2-electrons) and the electrocatalytic activity decreases in the order rGO >> CNT > Vulcan > GO. After modifications with Pt nanoparticles, the ORR proceeds via a direct mechanism (4-electrons) and the electrocatalytic activity decreases in the order Pt/CNT > Pt/Vulcan XC-72 > Pt/GO > Pt/rGO. / A reação de redução de oxigênio (RRO) é uma reação fundamental no desempenho das células à combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC). Nestes sistemas, nanopartícula de platina (Pt) dispersa sobre carbono Vulcan XC-72 ainda continua sendo o sistema mais utilizado para promover a RRO em soluções aquosas. Nas últimas décadas, novos materiais carbonáceos, como fulereno, nanotubos de carbono de paredes simples (SWCNT) e de paredes múltiplas (MWCNT), óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO), foram desenvolvidos e vêm sendo pesquisados como suporte de mediadores eletrônicos nas áreas de eletroquímica, sensores, ciência de superfície e catálise heterogênea. Neste trabalho, nanopartículas de Pt foram dispersas sobre Vulcan XC-72, MWCNT, GO e rGO pelo processo de redução de álcool utilizando etileno glicol como solvente e agente redutor. Caracterizações físicas destes materiais foram realizadas com as técnicas de espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), espectroscopia de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia Raman. As propriedades eletroquímicas destes materiais foram estudadas, em soluções aquosas KOH 1,0 mol L-1, com as técnicas de voltametria cíclica e eletrodo de disco rotatório, e os resultados mostraram que os materiais carbonáceos promovem a RRO por meio do mecanismo peróxido (2 elétrons) e atividade eletrocatalítica decresce na ordem rGO >> CNT > Vulcan > GO. Após modificações com nanopartículas de Pt, a RRO processa-se de acordo com o mecanismo direto (4 elétrons) e a atividade electrocatalítica indica uma diminuição na seguinte ordem de Pt/CNT > Pt/Vulcan > Pt/GO > Pt/RGO.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/1567 |
| Date | 29 July 2016 |
| Creators | Melo, Paulo César Miranda de |
| Contributors | Tanaka, Auro Atsushi |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET, UFMA, Brasil, DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA QUÍMICA/CCET |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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