Electrochemical ozone production: influence of the supporting electrolyte on kinetics and current efficiency

Silva, Leonardo M. Da; Faria, Luiz A. De; Boodts, Julien Françoise Coleta

doi:10.1016/s0013-4686(02)00739-9

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“…1,16,19 Estudos revelam que variações no coeficiente de Tafel para a RDO com o aumento do sobrepotencial podem estar associadas a mudanças na etapa determinante da velocidade do processo eletródico e/ou a variações ocorridas no coeficiente de transferência de carga aparente, a apa , devidas à não idealidade do processo de transferência de carga para os eletrodos sólidos na condição de forte polarização. 17,22,24,26,27 A análise dos dados da Tabela 4 revela que os valores de b 1 obtidos para os eletrodos mais compactos são pouco superiores (~10 mV) quando comparados àqueles obtidos para eletrodos menos compactos (Tabelas 2 e 3). Já no caso do coeficiente b 2 , verifica-se que o aumento A determinação da ordem de reação foi efetuada em sobrepotencial constante, V(pH) h , no domínio dos baixos sobrepotenciais onde, de acordo com a literatura, 16,17,19 há normalmente uma dependência da velocidade da reação, j, com o pH devida à segunda etapa de transferência eletrônica do mecanismo eletródico ser a determinante da velocidade.…”

Section: Caracterização Dos Filmes De óXidosunclassified

“…Os maiores desvios da idealidade foram verificados para o domínio dos elevados sobrepotenciais onde se constatou que b 2 >> 120 mV para os eletrodos preparados a 400 e 500 o C. A revisão da literatura revelou que valores de a apa ≠ 0,5 são, de fato, obtidos para diversos processos eletródicos envolvendo eletrodos sólidos. 17,22,24,26,27 Conforme pode ser constatado na monografia de Erdey-Grúz 28 e em outros trabalhos, 31-33 a "incorporação" original do parâmetro a na equação referente à cinética eletródica foi fundamentada em várias idealizações concernentes à transferência de carga na interface eletrodo/solução.…”

Section: ≡S-oh · → ≡S-ounclassified

“…Conforme relatado anteriormente, 22,26,38 torna-se oportuno o uso do parâmetro a apa na interpretação dos dados cinéticos referentes a processos eletródicos complexos. Neste contexto, a racionalização dos dados cinéticos experimentais frente ao mecanismo eletródico proposto permite inferir que a segunda etapa de transferência eletrônica, que envolve o rompimento da ligação no complexo superficial ativo ≡S-OH · resultando na formação do oxigênio atômico adsorvido, constitui a etapa lenta do processo no domínio dos baixos sobrepotenciais (Equação 6).…”

Section: ≡S-oh · → ≡S-ounclassified

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Influência das condições de resfriamento sobre as propriedades superficiais e eletroquímicas de anodos dimensionalmente estáveis

Rufino¹,

Faria²,

Silva³

2011

Quím. Nova

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0.7 ) O 2 were studied as a function of the annealing temperature using different conditions in order to perform the cooling process of the oxide films (conventional thermal shock and the slow cooling processes). It was found that surface and electrochemical properties for the oxygen evolution reaction are both affected through the cooling process, being the electrode prepared at 400 o C using the slow cooling process the less susceptible to wear. The Tafel slope obtained in the high overpotential domain was analysed in light of the apparent charge transfer coefficient.Keywords: slow cooling treatment; morphology factor; apparent charge transfer coefficient. INTRODUÇÃOO sistema eletródico binário Ti/(Ru+Ti)O 2 constitui um dos principais tipos de anodos dimensionalmente estáveis, ADE.1-4 Além da produção de cloro, 5 os ADE também podem ser utilizados em diferentes processos, como é o caso da remoção de poluentes orgânicos recalcitrantes presentes em efluentes aquosos. 6Diferentes métodos já foram propostos para o preparo de eletrodos do tipo ADE. [7][8][9] No entanto, se verifica que o método mais utilizado nos processos industriais é baseado no preparo de ADE policristalinos mediante a decomposição térmica da mistura dos sais precursores sobre o suporte metálico rugoso.1-4 Estudos revelam que a temperatura de decomposição (calcinação) da mistura precursora deve ser suficientemente alta para se obter a formação do filme de óxidos sem, no entanto, comprometer as propriedades mecânicas e elétricas do substrato metálico. 1,[10][11][12][13] Estudos revelam que a origem da influência do ADE sobre a velocidade dos processos eletródicos está relacionada com a presença de efeitos eletrocatalíticos verdadeiros (redução na barreira de ativação para o processo de transferência eletrônica) e aparentes, devida à influência da extensão da área eletroquimicamente ativa na eletrocatálise heterogênea. 11-16A influência da temperatura de calcinação sobre as propriedades superficiais e eletroquímicas de eletrodos do tipo ADE já foi relatada para diferentes sistemas binários e ternários. [15][16][17] No entanto, se verifica nestes casos que o processo adotado na etapa de resfriamento dos filmes é o choque térmico baseado na remoção abrupta dos filmes do forno utilizado no processo de calcinação.A influência do processo de resfriamento lento sobre as propriedades superficiais e eletrocatalíticas de sistemas binários (IrO 2 +Ta 2 O 5 e IrO 2 +Nb 2 O 5 ) foi investigada com base nas reações de desprendimento de oxigênio e ozônio, 14,18 onde se verificou que o processo de resfriamento lento pode modificar de forma considerável estas propriedades, bem como o tempo de vida útil dos eletrodos.No presente artigo relata-se o estudo comparativo das propriedades superficiais e eletroquímicas de eletrodos do tipo ADE de composição nominal Ti/(Ru 0,3 Ti 0,7 )O 2 preparados por decomposição térmica em diferentes temperaturas, onde foram empregados os processos de resfriamento rápido (choque térmico) e lento. PARTE EXPERIMENTAL Preparo dos eletro...

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Section: Caracterização Dos Filmes De óXidosunclassified

Section: ≡S-oh · → ≡S-ounclassified

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Influência das condições de resfriamento sobre as propriedades superficiais e eletroquímicas de anodos dimensionalmente estáveis

Rufino¹,

Faria²,

Silva³

2011

Quím. Nova

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“…A literatura mostra, em grande número de trabalhos [24][25][26][27][28][29][30][31][32] , o efeito do eletrólito suporte nos valores dos parâmetros cinéticos de processos de eletrodo e nas características de depósitos metálicos. Este efeito tanto pode ser causado pela complexação dos íons metálicos por ligantes do eletrólito suporte, pela adsorção de ânions do eletrólito suporte ou, ainda, pela participação do eletrólito suporte no transporte de massa, reduzindo o transporte por migração do íon eletroativo.…”

Section: Efeito Na Cinética Dos Processos De Eletrodounclassified

“…Os estudos do efeito do ES sobre reações de eletrodo continuam merecendo destaque na literatura, como provam os trabalhos de Da Silva et al 29 sobre as reações de produção de oxigênio e de ozônio, e os de Huafang et al 30 envolvendo o ferroceno e polieletrólitos. O efeito do eletrólito suporte sobre a atividade catalítica de eletrodos metal-óxido vem sendo objeto de estudos.…”

Section: Efeito Na Cinética Dos Processos De Eletrodounclassified

O eletrólito suporte e suas múltiplas funções em processos de eletrodo

Agostinho¹,

Villamil²,

Neto³

et al. 2004

Quím. Nova

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Recebido em 5/8/03; aceito em 18/2/04; publicado na web em 17/6/04 THE SUPPORTING ELECTROLYTE AND ITS MULTIPLE FUNCTIONS ON ELECTRODE PROCESSES. The aim of this work is to present the principal properties and applications of supporting electrolytes (SE) to students, teachers and researchers interested in electrode processes. Different aspects are discussed including the importance of SE in maintaining constant the activity coefficients and the diffusion coefficients and reducing the transport number of electroactive species. Its effect on the electrochemical kinetic parameters is also presented.Keywords: electrochemistry; supporting electrolyte; electrode processes. INTRODUÇÃOO eletrólito suporte é utilizado com frequência por pesquisadores e professores que se dedicam a estudos de interfaces metal-solução eletrolítica. A sua importância pode ser encontrada na abordagem de aspectos termodinâmicos, na descrição de modelos e no estudo de cinética eletroquímica, nas propriedades elétricas de eletrólitos e em transporte de massa em soluções eletrolíticas [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14] . O que se constata, entretanto, é a quase ausência, na literatura, de um artigo ou capítulo de livro em que se discuta a larga aplicabilidade do eletrólito suporte, bem como os cuidados em sua escolha. Exceção se faz ao capítulo descrito por Sawyer et al. 10, em seu livro Experimental Electrochemistry for Chemists, onde são enfatizados aspectos eletroanalíticos.Este trabalho é dirigido a todos aqueles que se dedicam ao ensino de graduação e à pesquisa nas áreas de Eletroquímica e Eletroanalítica, e, em particular, aos estudantes que fazem iniciação científica ou pós-graduação nestas áreas.Alguns conceitos relacionados ao tema deste trabalho, para não alongar o texto, não foram abordados detalhadamente, mas podem ser encontrados nas referências citadas. Admite-se que o leitor, para um bom entendimento do artigo, esteja familiarizado com fundamentos de termodinâmica química 15,16 , da dupla camada elétrica [1][2][3][4][5] , da cinética eletroquímica [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14] , da condução iônica 15,16 e do transporte de massa em eletrólitos 4,5,8 . Este trabalho tem como objetivos conceituar o eletrólito de suporte, apresentar sugestões sobre a escolha adequada do mesmo, enumerar e discutir suas múltiplas funções e dar exemplos ilustrando os efeitos de sua adição a sistemas eletroquímicos. Alguns destes exemplos podem servir de sugestões a educadores na utilização em laboratórios didáticos ou experimentos demonstrativos.É importante salientar que este trabalho se refere a eletrodos com dimensões convencionais, isto é, superiores a 50 µm. A discussão não incluirá o emprego de microeletrodos ou ultramicroeletrodos.Neste caso, as densidades de corrente muito elevadas geram, na vizinhança do eletrodo, devido aos processos faradaicos, uma variação muito grande na concentração de íons. Em conseqüência, o papel desempenhado pelo eletrólito suporte precisa ser tratado de forma diferente. Recomenda-se aos l...

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Design rules for the improvement of the performance of hydrocarbon‐based membranes for proton exchange membrane fuel cells (PEMFC)

Gross

Maier

Fuller

et al. 2010

Handbook of Fuel Cells

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Many different polyelectrolytes have been synthesized over the past decades for application as proton‐conducting membranes in fuel cells. While many of them (polymers as well as membranes) are well studied, it is often hard to identify the specific benefits and drawbacks of one chemical structure over another. On the basis of observations of the effects of certain chemical structures as well as the architecture of the polymer chains on membrane properties such as proton conductivity, water uptake, and durability, this article tries to point out guidelines for the improvement of polyelectrolytes for fuel cell membranes. These guidelines concern polymer properties such as block structures, microphase‐separated morphologies, the type of the attachment of the acidic groups to the polymer chain, the effect of hydrophobicity, and others. The effects of these polymer properties on the behavior of the membrane are described and attempts at explanations for these observations are made.

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Electrochemical ozone production: influence of the supporting electrolyte on kinetics and current efficiency

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Influência das condições de resfriamento sobre as propriedades superficiais e eletroquímicas de anodos dimensionalmente estáveis

Influência das condições de resfriamento sobre as propriedades superficiais e eletroquímicas de anodos dimensionalmente estáveis

O eletrólito suporte e suas múltiplas funções em processos de eletrodo

Design rules for the improvement of the performance of hydrocarbon‐based membranes for proton exchange membrane fuel cells (PEMFC)

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