Surface Characterization and Electrocatalytic Properties of the Ti/Ir0.3Ti(0.7-x)Pb x O2-Coated Electrodes for Oxygen Evolution Reaction in Acidic Media

Journal of the Brazilian Chemical Society

Adriana De Oliveira-sousa¹  Pedro De Lima-neto¹ 

[1] ,Universidade Federal do Ceará Departamento de Química Analítica e Físico-Química Fortaleza CE ,Brazil

关键词: oxygen evolution reaction;    electrocatalysis;    iridium dioxide electrodes;    lead oxide;   

DOI  :  10.1590/S0103-50532002000200013

来源: SciELO

【 摘 要 】

Neste trabalho é feita uma investigação sistemática de caracterização morfológica e da atividade eletrocatalítica de eletrodos de Ti revestidos com camadas de Ir0.3Ti(0.7-x)Pb xO 2 (0 <= x <= 0,7), usando a reação de desprendimento de oxigênio (RDO), em meio de H2SO4 0,5 mol dm-3, como modelo. Os eletrodos foram preparados pela decomposição térmica de IrCl3, TiCl3 e Pb(NO3)2 a 600 °C por 1 h usando Ti como suporte. A difração de raios-X mostrou que a camada é cristalina e permitiu identificar a presença dos correspondentes óxidos nas camadas. A caracterização da morfologia superficial das amostras, antes e após uso sob desprendimento de oxigênio (experimento de Tafel), foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises das micrografias mostram que a RDO promove a dissolução da camada de óxido, indicando que o mecanismo de desativação destes eletrodos está associado à dissolução da camada. Os voltamogramas cíclicos obtidos em H2SO4 0.5 mol dm-3 a 20 mV s-1, à temperatura ambiente, mostram que o par redox Ir3+/Ir4+ controla a eletroquímica superficial dos eletrodos. Os valores de carga anódica são relacionados à área ativa dos eletrodos e mostram que esta aumenta com teor de Pb na camada, atingindo um máximo em 50% de Pb. Após a RDO, a área superficial das camadas aumenta. Os valores dos coeficientes de Tafel são independentes do teor de Pb na camada com valores de aproximadamente 60 mV decada-1, sugerindo que somente sítios de Ir são ativos para a RDO. Os valores de corrente normalizadas (i/q a) mostram alguma inibição da RDO quando TiO2 é substituído por PbO2, sugerindo que esse óxido pode ser uma boa escolha para melhorar a seletividade do sistema. A ordem de reação com relação à concentração de íons H+ é zero a sobrepotencial e força iônica constantes. Os valores da inclinação de Tafel e ordem de reação indicam que a RDO ocorre por um único mecanismo.

【 授权许可】

CC BY   
 All the contents of this journal, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution License