Título: | CINÉTICA DO ELETRODO DE FES2 / FE EM SAIS FUNDIDOS | |||||||
Autor: |
MARIA JOSE PANICHI VIEIRA |
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Colaborador(es): |
HELIO MARQUES KOHLER - Orientador |
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Catalogação: | 26/OUT/2005 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | |||||
Notas: |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=7361&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=7361&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.7361 | |||||||
Resumo: | ||||||||
Neste trabalho é realizada a determinação dos parâmetros
cinéticos
críticos da redução eletroquímica do dissulfeto de ferro
numa mistura de haletos
clorados fundidos. Este catodo é empregado como material
alternativo em
sistemas de elevado grau tecnológico, por exemplo,
componente em coletores
de energia solar, anodo despolarizador para a produção de
hidrogênio e material
catódico em baterias e pilhas de alta densidade de
energia. Cabe ressaltar que o
par eletroquímico Li / FeS2 vem sendo testado em novas
configurações com
diversos eletrólitos, especialmente com sais fundidos em
pilhas térmicas e
polímeros orgânicos em veículos elétricos / híbridos. Os
ensaios desta pesquisa
foram realizados em uma célula de teste num forno vertical
com leitura digital em
tempo real da temperatura e dos dados eletroquímicos. A
estabilidade de
diversos eletrodos de referência de primeira espécie foi
avaliada em testes em
branco de longa duração, sendo analisados os seguintes
materiais: prata,
platina, níquel, molibdênio. A célula eletroquímica teve a
configuração de três
eletrodos: prata como referência; dissulfeto de ferro, na
forma de pó
compactado, de trabalho e grafite sendo o contra-eletrodo.
A metodologia
empregada foi a voltametria linear cíclica com taxa de
varredura lenta
(0,002 Vs-1), garantindo quasi equilíbrio. O cálculo dos
potenciais padrão em
circuito aberto, de equilíbrio termodinâmico, indicou
0,3306 ± 0,014 V (773 K) em
relação ao eletrodo de referência de Ag / AgCl. O
coeficiente de transferência
catódico ficou determinado como valendo 0,48, comprovando
a reversibilidade
do processo e apontando para a possibilidade de utilização
deste sistema
eletroquímico em baterias. Foi estudado o comportamento
eletrocatalítico do
eletrodo de FeS2 pelo levantamento das curvas de Tafel a
partir dos
voltamogramas. O parâmetro indicador desta espontaneidade
reacional foi as
correntes de transferência, que para o sistema foram
determinadas como
14,75 ± 2,73 kA m-2. A avaliação dos produtos reacionais e
intermediários foi
realizada aliando dados eletroquímicos e técnicas de
caracterização. O
mecanismo de reação proposto é iniciado pela redução do
FeS2 a Fe metálico,
como etapa controladora da reação, envolvendo a troca de
um elétron, seguida
de duas reações envolvendo íons enxofre e uma etapa final
puramente química com a formação de Li2S. Uma série de
reações químicas e eletroquímicas são
propostas para explicar a formação de polissulfetos
intermediários, sendo o mais
importante o Li2FeS2 ( fase X ), caracterizado neste
estudo através de
micrografias com a formação de cristais de hábito acicular.
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