Banca de DEFESA: RAFAEL ALEXANDRE RAIMUNDO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: RAFAEL ALEXANDRE RAIMUNDO
DATA: 26/05/2021
HORA: 08:00
LOCAL: VÍDEOCONFERÊNCIA
TÍTULO: Ligas bimetálicas magnéticas à base de metais de transição (Ni, Fe e Co) como eletrocatalisadores altamente eficientes para Reação de Evolução de Oxigênio
PALAVRAS-CHAVES: Ligas bimetálicas; Propriedades magnéticas; reação de evolução de oxigênio.
PÁGINAS: 85
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Mecânica
RESUMO: A necessidade de combustíveis renováveis e limpos, tais como hidrogênio gasoso (H2) e oxigênio gasoso (O2), tem atraído considerável interesse nos últimos anos. Nesse contexto, a eletrólise da água (water splitting) é capaz de produzir estes gases através de duas semirreações, a OER (Reação de Evolução de Oxigênio) e a HER (Reação de Evolução de Hidrogênio). Assim, neste trabalho apresenta-se um estudo, de cunho experimental, de ligas bimetálicas magnéticas à base de metais de transição (Ni, Fe e Co) que foram produzidas por duas metodologias de síntese, Solution Blow Spinning (SBS) e Sol-gel Protéico (SG), com nanoestruturas de nanofibras e nanopartículas, respectivamente. Estas ligas bimetálicas apresentam potencial aplicação em eletrocatalisadores para OER em meio alcalino. Um total de sete amostras foram produzidas, sendo três por SBS (NiFe-NiFe2O4, NiFe-carbono e Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbono) e quatro por SG (NiFe-500, NiFe-700, CoFe2/CoFe2O4 e CoFe2). Técnicas de caracterização elementares e avançadas, tais como, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão, espectroscopia de energia dispersiva de raios-x, difração de raios-x com refinamento Rietveld, espectroscopia de fotoelétrons de raios-x, espectroscopia Mossbauer, medidas de magnetização em função do campo (MXH) e da temperatura (MXT), voltametria linear-cíclica (LSV e CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foram aplicadas para fornecer um entendimento detalhado sobre as propriedades morfológicas, estruturais, magnéticas e eletroquímicas das ligas bimetálicas produzidas. As fibras produzidas SBS apresentavam diâmetro médio que variavam de 51-1503 nm, enquanto as nanopartículas dispersas na matriz carbonácea apresentam diâmetro médio que variavam de 7-55 nm. A distribuição de tamanho das nanopartículas produzidas por SG estão na faixa de 30-588 nm. A difração de raios-x confirma a característica policristalina das amostras; os tamanhos dos cristalitos variavam de 7-64 nm. A espectroscopia Mossbauer, técnica de identificação de espécies químicas usando radiação Gama, confirma a formação das ligas bimetálicas. Do ponto de vista eletroquímico, a amostra CoFe2 produzida por SG apresenta o menor sobrepotencial a 10 mA cm-2, η = 288 mV, seguida pelas amostras NiFe-carbono (η = 296 mV, produzida por SBS), CoFe2/CoFe2O4 (η = 304 mV, produzida por SG), NiFe-700 (η = 307 mV, produzida por SG), Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbono (η = 308 mV, produzida por SBS), NiFe-NiFe2O4 (η = 316 mV, produzida por SBS) e NiFe-500 (η = 319 mV, produzida por SG). Todas as amostras apresentam excelente estabilidade química/mecânica dos eletrodos. Além disso, foi observado que as propriedades magnéticas, magnetização de saturação (MS), magnetização remanescente (MR), coercividade (Hc) e temperatura de Curie (TC), dependem da quantidade atômica de Ni, Fe e Co contida nas ligas, bem como, das fases presentes e estruturas cristalinas formadas. Os resultados magnéticos mostraram que ligas produzidas pela rota sol-gel protéico apresentam maior magnetização de saturação (Ms): 232 emu/g para CoFe2, 196 emu/g para CoFe2/CoFe2O4, 173,6 emu/g para NiFe-700, 164,2 emu/g para NiFe-500, 116 emu/g para NiFe-NiFe2O4 e 30,2 emu/g para NiFe-carbono. A partir das curvas MXT, as temperaturas de bloqueio (TB) das amostras NiFe-NiFe2O4 e NiFe-carbono foram determinadas como sendo 117 e 115 K, respectivamente. A amostra NiFe-NiFe2O4 apresentou permeabilidade magnética aprimorada, ou seja, rápida resposta a pequenas variações de campo magnético. No geral, observa-se que as nanopartículas apresentam as melhores atividades catalíticas e propriedades magnéticas, em particular, a amostra CoFe2, que apresenta o menor sobrepotencial (η = 288 mV) e a maior magnetização de saturação (Ms = 232 meu/g).
MEMBROS DA BANCA:
Externo ao Programa - 2043334 - DANIEL ARAUJO DE MACEDO
Interno - 2015851 - DANIELLE GUEDES DE LIMA CAVALCANTE
Externo à Instituição - FRANCINÉ ALVES DA COSTA
Externo à Instituição - MARCO ANTONIO MORALES TORRES
Presidente - 1367468 - RODINEI MEDEIROS GOMES
Interno - 3581068 - SANDRO MARDEN TORRES
Externo à Instituição - UILAME UMBELINO GOMES