Surface characterisation of IrO2/TiO2/CeO2 oxide electrodes and Faradaic impedance investigation of the oxygen evolution reaction from alkaline solution

Espectroscopia de impedância eletroquímica aplicada ao estudo das reações heterogêneas em ânodos dimensionalmente estáveis

“…Muitos trabalhos utilizando ADEs, preparados por decomposição térmica, tendo como catalisador o IrO 2 podem ser encontrados 11,[47][48][49] . Nestes trabalhos foi investigada principalmente a RDO.…”

“…Nestes trabalhos foi investigada principalmente a RDO. Assim, podemos encontrar eletrodos com composição nominal Ti/ Ir 0,3 Ti 0,7 O 2 , em meio ácido (HClO 4 ) 48 ; eletrodos de Ti/Ir 0,3 Ti (0,7-x) Ce x O 2 (0 ≤ x ≤ 0,7), em meio básico (KOH) 11 ; eletrodos de Ti/Ir 0,3 Ti (0,7-x) Sn x O 2 , em meio ácido (HClO 4 ) 49 ; nestes dois últimos trabalhos também foi investigada a região de carregamento da dupla camada elétrica e, eletrodos de Ti/Ir 0,3 Ti (0,7-x) Pt x O 2 (0 ≤ x ≤ 0,7), em meio básico (KOH) 47 . Em todos estes trabalhos, o circuito equivalente utilizado (Tabela 1), apresenta uma resistência ôhmica, R 1 , um conjunto em paralelo formado por uma resistência, R 1 , e uma capacitância da dupla camada elétrica (Q 1 ou C 1 ), relacionados com o filme de óxidos, e um segundo conjunto em paralelo formado pela capacitância da dupla camada elétrica (Q dc ou C dc ) e a resistência de transferência de carga R tc , que tem como função descrever as diferenças nos filmes de óxidos de diferentes composições, ou seja, a influência da concentração de cada óxido na atividade do eletrodo.…”

“…A escolha do termo de impedância ζ leva a diferentes modelos; um destes modelos é obtido substituindo-se este elemento por uma função do tipo 6 (10) onde r 3 é uma resistência distribuída ao longo dos poros, e ω é a freqüência característica, sendo a resistência total dada por (11) Este modelo representa o caso de uma reação interfacial ocorrendo em um eletrodo poroso, ou seja, na qual o eletrólito penetra em pelo menos 90% da sua profundidade. Uma interface idealmente polarizável é descrita pela capacitância total, dada por C 3 , sendo que c 3 é a capacitância distribuída ao longo dos poros.…”

“…A técnica de espectroscopia de impedância é uma técnica de caracterização elétrica, que permite estudar o comportamento geral de um sistema quando um número grande de processos intercorrelacionados ocorre em diferentes velocidades. Atualmente, a EIE é utilizada em ampla gama de estudos, abrangendo desde o transporte eletrônico em dispositivos semicondutores até o estudo de processos cinéticos eletroquímicos das mais diferentes naturezas, ou seja, processos que ocorrem em baterias de íons lítio 5 , células fotovoltaicas 6-9 , sistemas de corrosão e/ou processos eletrocatalíticos [10][11][12][13][14][15] .Em particular, a EIE é uma técnica excelente e já bem estabelecida para caracterização de sistemas eletroquímicos que não se alteram no tempo, pelo menos naquele necessário para que a medida seja realizada. Em outras palavras, é uma técnica de estado estacionário.…”

“…Contudo, quando reações heterogê-neas complexas interagem com o transporte de massa, a análise do tempo transiente, da corrente ou do potencial levam a resultados insuficientes se um mecanismo de reação tem que ser resolvido. Desta forma, as medidas de impedância, por meio de um sinal senoidal em um amplo intervalo de freqüência, têm sido largamente empregadas [1][2][3][4][10][11][12]16 . …”