Síntese de eletrocatalisadores de paládio para produção de hidrogênio em eletrolisador ácido-alcalino

dc.contributor.advisor1Léon, José Joaquin Linares
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5126547270872842
dc.contributor.advisor2Pérez, Caridad Noda
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8518548259609686
dc.contributor.referee1Silva, Fábio Moreira da
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7599652290612173
dc.contributor.referee2Colmati Junior, Flavio
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0231242349462585
dc.creatorAlexandre, Evelyn Christine Gonçalves
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/3957212044831049
dc.date.accessioned2026-07-23T18:18:58Z
dc.date.available2026-07-23T18:18:58Z
dc.date.issued2026-04-30
dc.description.abstractThis work aims to optimize the synthesis procedure for palladium nanocatalysts supported on carbon black Vulcan XC-72R (Pd/C) by chemical reduction with sodium formate, to maximize their performance in ethanol electro-oxidation and their application in an acid-alkaline electroreformer to produce green hydrogen. For this purpose, the influence of synthesis parameters, including reducing agent concentration, pH, reaction volume, and, ultimately, the atmosphere used, was investigated. The prepared materials were characterized by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry to confirm their composition, X-Ray Diffraction to assess crystallinity and average crystallite size, and Transmission Electron Microscopy to evaluate the nanoparticle size distribution. Next, the materials were tested for the reaction under study in a three-electrode cell to assess their electrochemical activity, a parameter directly related to green hydrogen production. Finally, the best material was tested in the acid-alkaline electroreformer, and an aliquot was collected to estimate the products formed and their distribution, with a view to their techno-economic impact on the process. The results demonstrated that pH is a crucial variable for achieving smaller particle sizes and more homogeneous distributions, with particle sizes in the range of 8-10 nm. This trend was further enhanced by using a 90:10 (vol.%) N2:H2 atmosphere, which halved the average particle size and notably increased particle size homogeneity on the support. These improved morphostructural properties resulted in the best oxidation performance, reflected in a maximum current density of 280 mA cm2. Furthermore, in spontaneous operation, stimulated by the favorable pH gradient, a maximum power density of 6 mW cm2.por
dc.description.resumoEste trabalho surge como um desafio para otimizar o processo de síntese de nanocatalisadores de paládio suportados em negro de fumo Vulcan XC-72R (Pd/C) por meio de redução química com ácido fórmico, a fim de maximizar sua atividade na eletro-oxidação do etanol (EOE) e sua aplicação em um eletroreformador ácidoalcalino para produção de hidrogênio verde. Para isto, investigou-se a influência de parâmetros de síntese, como a concentração do agente redutor, o pH, adição de brometo, o volume e temperatura de reação e, por último, o controle da atmosfera de síntese. Os materiais preparados foram caracterizados físico-quimicamente por meio de Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente para confirmar sua composição, Difração de raios X para avaliar a cristalinidade e o tamanho médio do cristalito, e Microscopia Eletrônica de Transmissão para avaliar a distribuição de tamanhos das nanopartículas. Em seguida, os materiais foram testados em célula de vidro de três eletrodos, sendo avaliada sua performance perante a EOE, diretamente relacionada à produção de H2 verde. Por último, o melhor material foi testado no eletroreformador ácido-alcalino, sendo recolhida uma alíquota para verificação dos produtos formados, em virtude do potencial impacto técnicoeconômico no processo. Os resultados obtidos mostraram que o pH foi a variável fundamental para garantir tamanhos de partículas menores e distribuições mais homogêneas, com valores na faixa de 8-10 nm, tendência que resultou ainda mais reforçada com o uso de uma atmosfera controlada de 90:10 N2:H2 (vol.%), que reduziu à metade o tamanho médio de partícula, assim como resultou nas partículas distribuídas mais homogeneamente sobre o suporte. Estas melhores propriedades morfoestruturais resultaram na melhor performance para a EOE, o que se reflete em um máximo de corrente de 280 mA cm2 no eletroreformador e, na operação espontânea estimulada pelo gradiente favorável de pH, em uma densidade de potência máxima de 6 mW cm2.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationALEXANDRE, Evelyn Christine Gonçalves. Síntese de eletrocatalisadores de paládio para produção de hidrogênio em eletrolisador ácido-alcalino. 2026. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química (IQ), Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15595
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEletroreformador Ácido-Alcalinopor
dc.subjectRedução Químicapor
dc.subjectÁcido Fórmicopor
dc.subjectPaládiopor
dc.subjectEtanolpor
dc.subjectHidrogêniopor
dc.subjectAcid-Alkaline Electroreformereng
dc.subjectChemical Reductioneng
dc.subjectFormic Acideng
dc.subjectPalladiumeng
dc.subjectEthanoleng
dc.subjectHydrogeneng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleSíntese de eletrocatalisadores de paládio para produção de hidrogênio em eletrolisador ácido-alcalino
dc.title.alternativeSynthesis of Palladium Electrocatalysts for Hydrogen Production in an Acid-Alkaline Electrolyzerpor
dc.typeDissertação

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