Eletrodeposição de sulfetos e fosfetos de metais de transição em eletrodos 3D para water splitting

Resumo

Neste projeto será estudado o uso de manufatura aditiva (impressão 3D) para obtenção de eletrodos modificados com fosfetos e sulfetos de Ni, Co e/ou Mo a serem empregados para produção de hidrogênio por eletrólise da água. A impressão 3D será utilizada para a confecção de eletrodos a partir de PLA-condutor pelo método de fabricação com filamento fundido (FDM do inglês Fused Deposition Modeling) usando geometrias e tamanho de poros diferentes. Com isso será avaliado a influência desses parâmetros na queda ôhmica e no desprendimento de bolhas do eletrodo em alto sobrepotencial de reação. A modificação com sulfetos e fosfetos de Ni, Co e/ou Mo será realizada de duas maneiras. A primeira será por eletrodeposição dos fosfetos e sulfetos metálicos sobre o eletrodo obtido por FDM usando eletrólitos contendo os precursores. A segunda será por incorporação dos fosfetos e sulfetos metálicos sintetizados por método hidrotermal em uma protopasta para impressão 3D por método de escrita direta com tinta (DIW - do inglês Direct Ink Writing). Os eletrodos serão caracterizados por MEV, DRX, Raman e EDX para avaliar morfologia, uniformidade, cristalinidade, e composição e distribuição elementar dos compostos sobre o eletrodo. Os parâmetros de sobrepotencial para reação de desprendimento de hidrogênio, estabilidade e resistência de transferência de carga serão estudados por técnicas eletroquímicas. A eficiência faradaica para a reação será avaliada por cromatografia gasosa in operando com os testes de estabilidade. Espera-se com isso avaliar a viabilidade do uso de impressão 3D para obtenção de eletrodos visando a produção de hidrogênio e comparar as duas metodologias de modificação dos eletrodos. (AU)