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https://repositorio.uema.br/jspui/handle/123456789/5964| Título: | Eletrodeposição e caracterização de revestimentos de Ni obtidos a partir de solvente eutético profundo aplicados para eletrocatálise de reações de evolução de hidrogênio |
| Título(s) alternativo(s): | Electrodeposition and characterization of Ni coatings obtained from deep eutectic solvent applied for electrocatalysis of hydrogen evolution reactions |
| Autor(es): | Guimarães, Cleane Santos |
| Orientador: | Pereira, Juliermes Carvalho |
| Membro da Banca: | Porto, João Alberto Santos |
| Membro da Banca: | Barros, Pedro Henrique Macedo |
| Data do documento: | 2025-02-14 |
| Editor: | Universidade Estadual do Maranhão |
| Resumo: | O hidrogênio verde tem assumido um papel de destaque no cenário global, frente aos desafios ambientais e à dependência de uma matriz energética predominantemente baseada em combustíveis fósseis. Nesse contexto, a produção de hidrogênio verde por meio da eletrólise da água, utilizando fontes renováveis de energia, emerge como uma alternativa viável para promover uma transição energética mais sustentável. Entretanto, sua produção enfrenta desafios, devido ao processo de eletrólise da água, que é cineticamente lento, possui um grande consumo de energia e necessita de eletrocatalisadores que possam reduzir este consumo. Assim, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de eletrocatalisadores eficientes e de alto custo-benefício para aplicação em processos de eletrólise da água. Para isso, foi investigada a eletrodeposição de níquel (Ni) sobre cobre (Cu), utilizando um solvente eutético profundo (DES) composto por cloreto de cálcio (CaCl₂) e etillenoglicol (EG), na proporção molar de 1:8. A metodologia empregada incluiu técnicas de caracterização eletroquímica e morfológica, tais como voltametria cíclica (VC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e curvas de polarização linear. Os resultados da voltametria cíclica demonstraram que o DES apresentou uma janela eletroquímica estável na faixa de potencial entre –0,5 V e –1,25 V. Os voltamogramas obtidos para a deposição de níquel indicaram que o potencial de pico favoreceu uma maior eficiência na redução, resultando em uma cinética de deposição acelerada, especialmente a uma temperatura de 80 °C. As análises de MEV revelaram a formação de filmes de Ni com morfologia característica em formato de "couve", enquanto a espectroscopia EDS confirmou a presença dos elementos químicos Ni e Cu na superfície depositada. As curvas de polarização linear evidenciaram que todos os parâmetros avaliados apresentaram perfis semelhantes, com destaque para o revestimento obtido no potencial de pico (–0,76 V), que demonstrou maior atividade catalítica. Os resultados demonstraram que a eletrodeposição de Ni sobre Cu em DES é uma abordagem promissora para a síntese de eletrocatalisadores eficientes, com potencial aplicação em processos de produção de hidrogênio verde, contribuindo para a redução dos custos energéticos associados à eletrólise da água. |
| Resumo: | Green hydrogen has gained significant attention in the global scenario due to environmental challenges and the reliance on a predominantly fossil fuel-based energy matrix. In this context, the production of green hydrogen through water electrolysis, using renewable energy sources, emerges as a viable alternative to promote a more sustainable energy transition. However, its production faces challenges, as the water electrolysis process is kinetically slow, requires high energy consumption, and depends on efficient electrocatalysts to reduce these costs. Therefore, this study aims to develop efficient and cost-effective electrocatalysts for water electrolysis processes. To achieve this, the electrodeposition of nickel (Ni) onto copper (Cu) was investigated using a deep eutectic solvent (DES) composed of calcium chloride (CaCl₂) and ethylene glycol (EG) in a 1:8 molar ratio. The methodology included electrochemical and morphological characterization techniques, such as cyclic voltammetry (CV), scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy-dispersive spectroscopy (EDS), and linear polarization curves. The CV results demonstrated that the DES exhibited a stable electrochemical window in the potential range of –0.5 V to –1.25 V. The voltammograms obtained for nickel deposition indicated that the peak potential favored higher reduction efficiency, resulting in accelerated deposition kinetics, particularly at 80 °C. SEM analyses revealed the formation of Ni films with a characteristic "cauliflower-like" morphology, while EDS confirmed the presence of Ni and Cu on the deposited surface. Linear polarization curves showed that all evaluated parameters exhibited similar profiles, with the coating obtained at the peak potential (–0.76 V) demonstrating the highest catalytic activity. The results concluded that the electrodeposition of Ni onto Cu in DES is a promising approach for synthesizing efficient electrocatalysts, with potential applications in green hydrogen production, contributing to the reduction of energy costs associated with water electrolysis |
| Palavras-chave: | Hidrogênio verde Eletrólise da água Eletrocatalisadores Transição energética Green hydrogen Water electrolysis Electrocatalysts |
| Aparece nas coleções: | Curso de Licenciatura em Física - Caxias UEMA - Monografias |
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| TCC - CLEANE SANTOS GUIMARÃES- FÍSICA LICENCIATURA UEMA – CAXIAS 2025..pdf | PDF A | 877.87 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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