Banca de DEFESA: PEDRO NOGUEIRA DA SILVA NETO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: PEDRO NOGUEIRA DA SILVA NETO
DATA: 28/11/2025
HORA: 09:00
LOCAL: Sala do PPCEM - Bloco Multimídia do CT/UFPB
TÍTULO: Cinética da reação de evolução de oxigênio (OER) em óxidos de espinélio multicatiônicos: desafios e perspectivas a partir da análise da inclinação de Tafel
PALAVRAS-CHAVES: Eletrólise da água; Reação de evolução do oxigênio (OER); Co3O4; Óxido de entropia média; Inclinação de Tafel; Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS).
PÁGINAS: 94
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
RESUMO: A transição energética global tem impulsionado a busca por rotas de produção de Hidrogênio verde mais eficientes, destacando a eletrólise da água como uma alternativa. Nesse contexto, a Reação de Evolução de Oxigênio (OER), se apresenta como o principal gargalo cinético do processo, dada a complexidade multieletrônica da oxidação de hidróxidos e a necessidade de sobrepotenciais elevados para sustentar densidades de corrente tecnicamente relevantes. Óxidos do tipo espinélio baseados em metais de transição, especialmente o Co₃O₄, têm sido amplamente estudados como alternativas de menor custo. Entretanto, desafios associados à disponibilidade geopolítica do cobalto e às limitações intrínsecas do material motivam o desenvolvimento de sistemas multicomponentes. Desta forma, um espinélio de média entropia, (Co0,25Fe0,25Mn0,25Zn0,25)3O4, é estudado como um (eletro)catalisador para a reação de evolução de oxigênio em meio alcalino. Sintetizado através do método sol-gel a 400 ºC, seguido de um tratamento solvotérmico, o pó obtido foi depositado em espuma de níquel (NF – nickel foam), e posteriormente comparado com Co3O4/NF (como referência), onde os benefícios (eletro)catalíticos de múltiplos cátions na estrutura do espinélio são então demonstrados. Os difratogramas confirmaram a formação da fase espinélio pura em ambas as composições, com parâmetros de rede próximos e cristalitos de dimensões compatíveis, evidenciando que a substituição parcial de Co por Fe, Mn e Zn não induziu segregação, mas ajustou sutilmente o arranjo cristalino. As imagens de microscopia eletrônica de varredura, mostraram morfologia mais aglomerada para o (Co0,25Fe0,25Mn0,25Zn0,25)3O4, com partículas maiores (~2,9 µm) quando comparadas às microesferas bem definidas do Co₃O₄ (~0,93 µm), indicando que os ganhos eletrocatalíticos não estão associados ao aumento de área geométrica. Os dados de XPS revelaram estados mistos de oxidação para Co, Fe e Mn, com deslocamentos característicos que apontam para modulação eletrônica cooperativa na superfície. O (Co0,25Fe0,25Mn0,25Zn0,25)3O4/NF exibiu, por voltametria de varredura linear (LSV), uma redução no sobrepotencial de ~23 mV a 10 mA cm-2 e de ~102 mV a 100 mA cm-2, em comparação com Co3O4/NF. Para a composição de entropia média, a etapa limitante é puramente química, conforme indicado pelas inclinações de Tafel de ~54-65 mV dec-1, enquanto o Co3O4 exibe um mecanismo misto, no qual tanto a etapa química quanto a primeira transferência de elétrons em uma reação sequencial contribuem, resultando em uma inclinação de Tafel mais alta de ~74-85 mV dec-1, o que indica uma etapa de transferência de elétrons mais lenta para a amostra de Co3O4. Essa mudança é mais evidente com a análise cronoamperométrica (CA) e está de acordo com as diferentes frequências de relaxação obtidas pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), destacando a diferença no mecanismo do eletrodo. De acordo com as medições de CA, um sobrepotencial de ~292 mV foi obtido a 17 mA cm-2 para o (Co0,25Fe0,25Mn0,25Zn0,25)3O4, atribuído aos efeitos eletrônicos cooperativos dos centros ativos, que otimizam a adsorção superficial de intermediários, como *OH, *O e *OOH. Portanto, este estudo não apenas relata um material para OER promissor, mas também oferece orientações práticas sobre a extração de parâmetros cinéticos com base no uso de métodos eletroquímicos complementares.
MEMBROS DA BANCA:
Presidente(a) - 2043334 - DANIEL ARAUJO DE MACEDO
Interno(a) - 2061133 - FABIANA DE CARVALHO FIM
Externo(a) à Instituição - LAURA ISABEL VILAS HOLZ
Externo(a) à Instituição - RAFAEL ALEXANDRE RAIMUNDO
Externo(a) à Instituição - VANESSA CRISTINA DINIZ DA GRAÇA
Externo(a) à Instituição - FRANCISCO JOSÉ ALMEIDA LOUREIRO
Externo(a) à Instituição - ALLAN JEDSON MENEZES DE ARAUJO