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Biblioteca Virtual de Teses e Dissertações

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Resumo Original (PT):

ATUALMENTE, AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS E A QUESTÃO ENERGÉTICA TÊM SIDO TEMA DE GRANDE INTERESSE E DISCUSSÕES MUNDIAIS. ASSIM, UM NÚMERO CRESCENTE DE NOVAS TECNOLOGIAS VERDES TEM SIDO PROPOSTAS PARA TRANSFORMAR O MODO COMO A ENERGIA É PRODUZIDA, DISTRIBUÍDA E CONSUMIDA. NESTE CONTEXTO, AS CÉLULAS A COMBUSTÍVEL SURGEM COMO SISTEMAS ALTERNATIVOS PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. PORÉM, ALGUNS DESAFIOS AINDA PRECISAM SER VENCIDOS PARA SUA UTILIZAÇÃO. UM DOS PRINCIPAIS DESAFIOS REFERE-SE AO DESENVOLVIMENTO DE ELETROCATALISADORES QUE FAVOREÇAM A OXIDAÇÃO DIRETA DO COMBUSTÍVEL A CO2 E QUE SEJAM MENOS SUSCEPTÍVEIS AO ENVENENAMENTO POR INTERMEDIÁRIOS/PRODUTOS PROVENIENTES DESTA REAÇÃO. NESTE CONTEXTO, AS FASES INTERMETÁLICAS ORDENADAS TÊM SIDO PROPOSTAS COMO PROMISSORES MATERIAIS PARA APLICAÇÕES EM ELETROCATÁLISE, POIS APRESENTAM ESTABILIDADE FÍSICOQUÍMICA, EXCELENTE CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS E MENOR SUSCEPTIBILIDADE AO BLOQUEIO POR INTERMEDIÁRIOS E PRODUTOS DE REAÇÃO. O PRESENTE TRABALHO PROPÕE O USO DAS FASES INTERMETÁLICAS ORDENADAS PTSN E AUSN COMO MATERIAIS ELETROCATALISADORES PARA A REAÇÃO DE OXIDAÇÃO DO GLICEROL, EM MEIO ÁCIDO E ALCALINO. AS FASES INTERMETÁLICAS ORDENADAS FORAM SINTETIZADAS A PARTIR DA FUSÃO DOS METAIS PUROS EM UM FORNO A ARCO VOLTAICO, SOB ATMOSFERA DE ARGÔNIO, E POSTERIORMENTE REFUNDIDOS EM UM FORNO DE INDUÇÃO TÉRMICA. OS MATERIAIS OBTIDOS FORAM CARACTERIZADOS FISICAMENTE PELAS TÉCNICAS DE DIFRAÇÃO DE RAIOS-X (DRX) E MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA COM ENERGIA DISPERSIVA DE RAIOS-X (MEVEDX), CUJOS RESULTADOS MOSTRARAM QUE A METODOLOGIA UTILIZADA LEVOU A OBTENÇÃO DOS MATERIAIS DESEJADOS. A AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ELETROCATALÍTICA DAS FASES INTERMETÁLICAS PTSN E AUSN FRENTE A REAÇÃO DE OXIDAÇÃO DO GLICEROL EM ELETRÓLITO DE H2SO4 0,15 MOL L-1 E NAOH 0,15 MOL L-1, FOI FEITA EMPREGANDO-SE AS TÉCNICAS DE VOLTAMETRIA CÍCLICA E CRONOAMPEROMETRIA. ATRAVÉS DESTES ENSAIOS FOI OBSERVADO UM AUMENTO DO EFEITO CATALÍTICO NA REAÇÃO DE OXIDAÇÃO DO GLICEROL SOBRE AS FASES INTERMETÁLICAS PTSN E AUSN EM ELETRÓLITO ALCALINO, COM DESLOCAMENTO DO ONSET POTENTIAL PARA VALORES MENOS POSITIVOS, E, UMA DENSIDADE DE CORRENTE DE PICO SUPERIOR EM RELAÇÃO À PT E AU POLICRISTALINOS. ESTES RESULTADOS MOSTRAM NECESSIDADE DE UMA MENOR DEMANDA ENERGÉTICA PARA QUE O PROCESSO DE OXIDAÇÃO DO GLICEROL OCORRA SOBRE A SUPERFÍCIE DESTES INTERMETÁLICOS, COM A FORMAÇÃO DE ESPÉCIES OXIGENADAS EM POTENCIAIS MENOS POSITIVOS E UMA MENOR SUSCEPTIBILIDADE DA AO ENVENENAMENTO SUPERFICIAL. PORÉM, EM ELETRÓLITO ÁCIDO ESTE EFEITO SINERGÉTICO ALCANÇADO PELOS INTERMETÁLICOS NÃO FOI OBSERVADO, TENDO SOMENTE A PT APRESENTADO ATIVIDADE PARA A DADA REAÇÃO. EXPERIMENTOS DE ESPECTROSCOPIA DE INFRAVERMELHO COM TRANSFORMADA DE FOURIER IN SITU (FTIR), FORAM REALIZADOS PARA OS INTERMETÁLICOS PTSN E AUSN, E, PARA A PT E AU POLICRISTALINOS, PARA A DETECÇÃO DOS PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS PROVENIENTES DA OXIDAÇÃO DO GLICEROL EM MEIO ALCALINO. ATRAVÉS DA IDENTIFICAÇÃO DESTES INTERMEDIÁRIOS, FOI POSSÍVEL SUGERIR UM MECANISMO REACIONAL PARA A COMPLEXA REAÇÃO DE OXIDAÇÃO DO GLICEROL.

Palavras-Chave (EN):

Resumo Original (EN):

CURRENTLY, THE CLIMATIC CHANGES AND THE ENERGY QUESTION HAVE BEEN SUBJECT OF GREAT INTEREST AND WORLD-WIDE DISCUSSIONS. THUS, AN INCREASING NUMBER OF NEW GREEN TECHNOLOGIES HAS BEEN PROPOSED TO TRANSFORM THE WAY AS THE ENERGY IS PRODUCED, DISTRIBUTED AND CONSUMED. IN THIS CONTEXT, THE FUEL CELLS APPEAR AS ALTERNATIVE SYSTEMS FOR ELECTRIC ENERGY GENERATION. ONE OF THE MAIN CHALLENGES IS IN THE ELECTROCATALYSTS DEVELOPMENT THAT FAVOR THE DIRECT OXIDATION OF CO2 FUEL AND THAT PRODUCTS PROCEEDING FROM THIS REACTION ARE LESS LIKELY TO THE POISONING FOR INTERMEDIATE PRODUCTS FROM THIS REACTION. IN THIS CONTEXT, THE ORDERED INTERMETALLIC PHASES HAVE BEEN PROPOSED AS PROMISING MATERIALS FOR APPLICATIONS IN ELECTROCATALYSIS, THEREFORE THEY PRESENT PHYSICOCHEMICAL STABILITY, EXCELLENT ORGANIC FUELS ADSORPTION CAPACITY AND MINOR SUSCEPTIBILITY TO INTERMEDIATE BLOCKING AND REACTION PRODUCTS. IN THIS DIRECTION, THE PRESENT WORK CONSIDERS THE USE OF PTSN AND AUSN ORDERED INTERMETALLIC PHASES AS ELECTROCATALYSTS MATERIAL FOR GLYCEROL OXIDATION REACTION, IN ACID AND ALKALINE MEDIUM. THE ORDERED INTERMETALLIC PHASES HAVE BEEN SYNTHECIZED FROM PURE METALS FUSING IN AN ELECTRIC-ARC FURNACE, UNDER ARGON ATMOSPHERE, AND LATER MELTED IN AN INDUCTION FURNACE. THE GOTTEN MATERIALS HAVE BEEN PHYSICALLY CHARACTERIZED BY X-RAY DIFFRACTION (DRX) AND SCANNING ELECTRON MICROSCOPY WITH SURFACE ANALYSIS BY ENERGY DISPERSIVE X-RAY SPECTROMETRY (MEVEDX) TECHNIQUES, WHICH RESULTS HAVE SHOWN THAT THE USED METHODOLOGY LED TO OBTAINING THE DESIRED MATERIALS. THE ELECTROCATALYTIC ACTIVITY EVALUATION OF THE PTSN AND AUSN INTERMETALLIC PHASES FACING THE REACTION OF GLYCEROL OXIDATION IN ELECTROLYTE 0,15 H2SO4 MOL L-1 AND 0,15 NAOH MOL L-1, WAS MADE USING THE CYCLIC VOLTAMMETRY AND CRONOAMPEROMETRY TECHNIQUES. THROUGH THESE ASSAYS, A CATALYTIC EFFECT INCREASE IN THE GLYCEROL OXIDATION REACTION PTSN AND AUSN INTERMETALLIC PHASES IN ALKALINE ELECTROLYTE WAS OBSERVED, WITH DISPLACEMENT OF ONSET POTENTIAL FOR MINOR POSITIVE VALUES, AND, A CHAIN DENSITY OF SUPERIOR PEAK IN RELATION TO THE PT AND AU POLYCRYSTALLINES. THESE RESULTS SHOW THE NECESSITY OF A MINOR ENERGY DEMAND SO THAT THE PROCESS OF GLYCEROL OXIDATION OCCURS ON THE SURFACE OF THESE INTERMETALLICS, WITH THE FORMATION OF OXYGEN SPECIES IN LESS POSITIVE POTENTIALS AND A MINOR SUSCEPTIBILITY TO SUPERFICIAL POISONING. HOWEVER, THIS SYNERGETIC EFFECT REACHED BY INTERMETALLICS WAS NOT OBSERVED IN ELECTROLYTE ACID, ONLY HAVING PT PRESENTED ACTIVITY FOR THE GIVEN REACTION. IN SITU FOURIER TRANSFORMED INFRARED SPECTROSCOPY INFRA-RED RAY SPECTROSCOPY WITH TRANSFORMED OF FOURIER IN SITU (FTIR) EXPERIMENTS HAVE BEEN CARRIED THROUGH FOR PTSN AND AUSN INTERMETALLICS, AND, FOR THE PT AND AU POLYCRYSTALLINES, FOR THE DETECTION OF INTERMEDIATE PRODUCTS PROCEEDING FROM GLYCEROL OXIDATION BY ALKALINE. THROUGH THE IDENTIFICATION OF THESE INTERMEDIATE, IT WAS POSSIBLE TO SUGGEST A REACIONAL MECHANISM FOR THE COMPLEX REACTION OF GLYCEROL OXIDATION.

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