Ativação térmica de celulose e MoS2 visando a fabricação de eletrodos sustentáveis para produção de hidrogênio

  • Autor
  • Leonardo Hideki Hasimoto
  • Resumo
  • Leonardo H. Hasimoto, Jefferson Bettini, Edson R. Leite, Renato S. Lima, João Batista Souza Junior, Lifeng Liu, Murilo Santhiago

    Métodos de preparação simples, rápidos, escalonáveis e integrativos de eletrodos sustentáveis utilizando materiais abundantes na natureza têm sido um desafio de longa data para aplicação na área de energia. Neste trabalho, nós buscamos alcançar tais características através do desenvolvimento de um processo térmico de cooperação binária utilizando papel (celulose) e dissulfeto de molibdênio (MoS2) visando aplicação para reação de evolução de hidrogênio (REH). O processo térmico converte celulose em um material baseado em carbono altamente condutor elétrico e hidrofóbico, enquanto gera defeitos químicos na estrutura do MoS2. Esse segundo efeito é de fundamental importância para melhorar a atividade catalítica de MoS2 com relação a REH através da ativação do plano basal inerte. A dessulfurização térmica foi confirmada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, microscopia Kelvin (potencial de superfície), espectroscopia Raman e espectroscopia de raios-X por energia dispersiva. De maneira interessante, um gradiente de dessulfurização foi observado nas partículas de MoS2 onde as regiões de borda apresentaram mais defeitos em comparação ao plano basal. As partículas contendo defeitos apresentaram alta atividade com relação a REH. Adicionalmente, a porosidade do papel permite a simples filtração de catalisadores e possibilita sintonizar a área eletroquimicamente ativa através da adição de isopropanol antes da solução de eletrólito. Finalmente, nós mostramos um método de revestimento ultrarrápido utilizando spray comercial de MoS2 em folhas de papel. Tal método permite a formação de bolhas de H2 em regiões específicas dos eletrodos. O sobrepotencial apresentou um deslocamento anódico de mais de 300 mV quando comparado ao MoS2 controle, alcançando valores de 240 mV para obter 10 mA cm-2 de densidade de corrente.

     

  • Palavras-chave
  • Papel, Pirólise, Dissulfeto de molibdênio, Evolução de hidrogênio, Eletrocatálise
  • Modalidade
  • Comunicação oral
  • Área Temática
  • Materias Funcionais Avançados
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Bem-vindo(a) aos Anais do VII NanoMat, evento organizado pela Pós-graduação em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC (UFABC) com o intuito de reunir e debater trabalhos desenvolvidos por alunos e pós-doutorandos em Materiais e áreas afins.

13/12/2022

(11:00 às 16:15)

Título Hora
212-0
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Modalidade de apresentação: Comunicação oral
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Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
16:00

14/12/2022

(8:30 às 17:45)

Título Hora
212-0
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17:30

Os resumos podem ser submetidos tanto em inglês quanto em português e serão avaliados pela comissão científica quanto a forma, conteúdo e pertinência de apresentação. Todos os resumos foram avaliados de modo ad-hoc.

  • Materias Funcionais Avançados
  • Nanociências & Nanotecnologia

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