Synthesis of nanoporous copper by dealloying of Al-Cu-Mg amorphous alloys in acidic solution: The effect of nickel

Aburada, T.; Fitzgerald, James W.; Scully, John R.

doi:10.1016/j.corsci.2011.01.033

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“…36 Alternatively, the authors proposed that the large volume fraction of Li-rich zones in the alloy results in preferential oxidation of Li compared to Mg. 36 The difference in Nernst potentials of Li and Mg may enable more oxidation of Li compared to Mg, as is commonly seen for alloys comprised of components with substantially different Nernst potentials. 6,13,[40][41][42] In the case of a congruently corroding binary alloy, the anodic charge was equally distributed between each element according to the composition ratio of the alloy. The procedure developed in Case Study I applicable to congruent dissolution of a corroding A-B alloy represented by a given…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Utilization of chemical stability diagrams for improved understanding of electrochemical systems: evolution of solution chemistry towards equilibrium

2018

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Predicting the stability of chemical compounds as a function of solution chemistry is crucial towards understanding the electrochemical characteristics of materials in real-world applications. There are several commonly considered factors that affect the stability of a chemical compound, such as metal ion concentration, mixtures of ion concentrations, pH, buffering agents, complexation agents, and temperature. Chemical stability diagrams graphically describe the relative stabilities of chemical compounds, ions, and complexes of a single element as a function of bulk solution chemistry (pH and metal ion concentration) and also describe how solution chemistry changes upon the thermodynamically driven dissolution of a species into solution as the system progresses towards equilibrium. Herein, we set forth a framework for constructing chemical stability diagrams, as well as their application to Mg-based and Mg-Zn-based protective coatings and lightweight Mg-Li alloys. These systems are analyzed to demonstrate the effects of solution chemistry, alloy composition, and environmental conditions on the stability of chemical compounds pertinent to chemical protection. New expressions and procedures are developed for predicting the final thermodynamic equilibrium between dissolved metal ions, protons, hydroxyl ions and their oxides/hydroxides for metal-based aqueous systems, including those involving more than one element. The effect of initial solution chemistry, buffering agents, complexation agents, and binary alloy composition on the final equilibrium state of a dissolving system are described by mathematical expressions developed here. This work establishes a foundation for developing and using chemical stability diagrams for experimental design, data interpretation, and material development in corroding systems.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Utilization of chemical stability diagrams for improved understanding of electrochemical systems: evolution of solution chemistry towards equilibrium

2018

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“…Materiais metálicos porosos são considerados um dos materiais funcionais mais promissores, tendo papel crucial em vários campos, tais como energia, meio ambiente, metalurgia, química, indústrias médicas, dentre outros [125][126][127][128]. Estes materiais não só herdam as características intrínsecas (por exemplo, condutividade elétrica e térmica, plasticidade e soldabilidade) de suas matérias-primas, mas também exibem novas vantagens: grande área superficial;…”

Section: O Processo De Dealloyingunclassified

“…permeabilidade, tamanho e distribuição dos poros controláveis; composição versátil; capilaridade e outras mais [125][126][127]. Com base nestas propriedades, eles têm sido amplamente utilizados para a filtração e separação, distribuição de fluxo, permuta de calor, catalisadores, sensores, células a combustível, etc [125][126][127][128][129][130].…”

Section: O Processo De Dealloyingunclassified

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Preparação de eletrocatalisadores PtSnCu/C e PtSn/C e ativação por processos de Dealloying para aplicação na oxidação eletroquímica do Etanol

Crisafulli¹

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2013Dedico este trabalho à minha mãe, Eldeniza Ao meu co-orientador Dr. Almir Oliveira Neto pela orientação, transmissão de conhecimentos, colaboração, apoio, paciência e amizade.A todos os amigos do laboratório CCCH pelos momentos de descontração. Em especial aos amigos Michele Brandalise pelas primeiras noções no preparo de eletrocatalisadores, pela familiarização nas técnicas de análise eletroquímica e pela participação efetiva em alguns dos meus resultados;Marcelo Marques Tusi pela transmissão de conhecimentos e pela colaboração em várias etapas deste trabalho; Jamil Mahmoud Said Ayoub pelo socorro prestado em vários momentos de necessidade e Rodolfo Molina Antoniassi pelos testes em células unitárias e análise dos efluentes anódicos.Aos profissionais Nildemar, Larissa e Vinícius (POLI-METALURGICA) pela realização das análises de EDX, TEM e EDX-VL.Ao IPEN pela infraestrutura.Ao CNPq pelo apoio financeiro.A minha mãe Eldeniza, minha sogra Luzia e a tia Deti por disponibilizarem seu tempo nos cuidados de minha filha para que eu tivesse tempo de finalizar esse trabalho. PREPARAÇÃO DE ELETROCATALISADORES PtSnCu/C E PtSn/C E ATIVAÇÃO POR PROCESSOS DE DEALLOYING PARA APLICAÇÃO NA OXIDAÇÃO ELETROQUÍMICA DO ETANOL Rudy Crisafulli RESUMOForam preparados eletrocatalisadores PtSnCu/C (com diferentes razões atômicas Pt:Sn:Cu) e PtSn/C (50:50) com 20 % em massa de metais pelos métodos da redução por borohidreto (IRB) e redução por álcool (RA). Utilizou-se H 2 PtCl 6 .6H 2 O, SnCl 2 .2H 2 O e CuCl 2 .2H 2 O como fonte de metais, NaBH 4 e etilenoglicol como agentes redutores, 2-propanol e etilenoglicol/água como solventes e carbono como suporte. Numa segunda etapa, estes eletrocatalisadores foram ativados pelos processos de dealloying químico (DQ), por tratamento com HNO 3 e dealloying eletroquímico (DE), utilizando a técnica de eletrodo de camada fina porosa. Os materiais obtidos foram caracterizados por energia dispersiva de raios-X (EDX), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), energia dispersiva de raios-X de varredura linear (EDX-VL) e voltametria cíclica (VC). Estudos eletroquímicos para a oxidação eletroquímica do etanol foram realizados por voltametria cíclica, cronoamperometria e células unitárias (conjunto eletrodos/membrana). Os efluentes anódicos provenientes dos testes em células unitárias foram analisados por cromatografia a gás de alta eficiência (CG). Os difratogramas de raios-X dos eletrocatalisadores sintetizados mostraram a típica estrutura cúbica de face centrada (CFC) de liga de platina e após tratamento por dealloying, observou-se que a estrutura (CFC) foi preservada. O tamanho de cristalito dos eletrocatalisadores como preparados variou na ordem de ≤ 2 nm a 3 nm e, após electrocatalysts were prepared by borohydride (BR) and alcohol-reduction (AR) processes using H 2 PtCl 6 .6H 2 O, SnCl 2 .2H 2 O and CuCl 2 .2H 2 O as metal sources, NaBH 4 and ethylene glycol as reducing agents, 2-propanol and ethylene glycol/water as solvents and carbon black as support. In a further...

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“…Tal comportamento pode ser explicado por limitações difusionais das espécies dissolvidas dentro dos nanoporos formados, levando a um aumento local sobre a concentração iônica e assim aumentando o potencial necessário para a dissolução, o que afetaria sua taxa [106].…”

Section: -Modificação Da Liga E Impactos Sobre a Dissolução Seletivaunclassified

Desenvolvimento de sistemas catalíticos não suportados para células a combustível de membrana polimérica de temperatura elevada de operação

Doubek¹

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Agradeço, em primeiro lugar, o Dr. Marcelo Linardi, o qual sempre acreditou em meus objetivos e minha capacidade, me incentivando e apoiando ao longo de todos os anos que se passaram durante minha formação no IPEN. Sua confiança sempre foi um norte para que nunca duvidasse da possibilidade de algum projeto.À Dr. Elisabeth I. Santiago, por todo o acompanhamento e guia na execução de experimentos e elaboração de ideias. Seu senso crítico foi muitas vezes lembrado em momentos, longe do IPEN, no qual decisões a mim coubessem.Ao Dr. André D. Taylor, pelas oportunidades, pela confiança e aposta, pelo intenso acompanhamento que sempre me fizeram ir além do que acreditava ser possível, e assim, contemplar um horizonte mais amplo. Caminho frequentemente perigoso aos que se arriscam no erudito considerando o âmbito implacável ao qual a vida opera.Ao Dr. Estevam Spinacé e ao Dr. Almir Oliveira Neto, pelo constante apoio e auxílio na execução de experimentos e durante a discussão de ideias e conceitos.Ao Dr. Marcelo do Carmo, pelo exemplo, amizade e apoio durante toda a execução deste trabalho. Agradeço às cobertas cedidas em noites bem abaixo de zero e pelo acolhimento em várias situações.Aos Dr. Jan Schroers, Dr. Sundeep Mukherjee pelo auxílio na confecção de amostrar e na discussão sobre resultados e experimentais aqui desenvolvidos.À todos os meus colegas do CCCH, pela convivo, amizade e ensinamentos, das horas do café, que contribuíram e motivaram para a elaboração deste trabalho. Agradeço em especial a meus colegas e amigos, Mauro Dresch e Roberta Izidoro, pela grande amizade durante todos esses anos, e ao meu amigo Julio Nandenha pela grande lição de vida e perseverança. Agradeço, carinhosamente à quem sempre esteve ao meu lado, me inspirando sempre à ser uma pessoa melhor: Ligia Lulio.Desenvolvimento de sistemas catalíticos não suportados para células a combustível de membrana polimérica de temperatura elevada de operação. ResumoCélulas a combustível de membrana polimérica têm cada vez mais se destacado como meio na obtenção de energia, pela sua alta eficiência e potencial para fazê-la de modo sustentável. Entretanto muitos ainda são os desafios para consolidá-la comercialmente. Dentre eles, a aglomeração e a perda de área ativa em catalisadores suportados em carbono recebem um destaque especial, principalmente em células PEM de temperatura elevada de operação.Eletrocatalisadores não suportados, baseados em nanoarquiteturas de geometria controlada, têm se tornado uma tendência em diversas frentes de pesquisa. Tal fato se deve à alta eficiência e estabilidade atingidas por sistemas nanométricos organizados, além da possibilidade em se criar superfícies funcionais adaptadas a reações específicas.O trabalho de pesquisa buscou o desenvolvimento de sistemas catalíticos não suportados, de alta área superficial, como alternativa a eletrocatalisadores nanoparticulados suportados em carbono, a fim de se reduzir a perda sobre a área ativa quando submetidos às condições de operação em células a combustível. O trabalho explorou...

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Synthesis of nanoporous copper by dealloying of Al-Cu-Mg amorphous alloys in acidic solution: The effect of nickel

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Preparação de eletrocatalisadores PtSnCu/C e PtSn/C e ativação por processos de Dealloying para aplicação na oxidação eletroquímica do Etanol

Desenvolvimento de sistemas catalíticos não suportados para células a combustível de membrana polimérica de temperatura elevada de operação

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