Catalisadores A Base De Óxidos De Titânio- Nióbio Para A Produção De Hidrogênio Verde
Hidrogênio Verde; Eletrólise da Água; Reação de Evolução de Oxigênio; TiNb₂O₇; Eletrocatalisadores.
A crescente necessidade de redução das emissões de gases de efeito estufa tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias voltadas à produção sustentável de hidrogênio, destacando a eletrólise da água como uma das rotas mais promissoras para obtenção de hidrogênio verde. No entanto, a eficiência desse processo é limitada pelas barreiras cinéticas associadas à reação de evolução de oxigênio (OER), tornando o desenvolvimento de eletrocatalisadores eficientes e estáveis um desafio científico relevante. Nesse contexto, este trabalho investiga a influência de diferentes rotas de síntese química na obtenção de nanopartículas de TiNb₂O₇ e avalia seu desempenho como eletrocatalisador para a OER em meio alcalino. Nanopartículas de TiNb₂O₇ foram sintetizadas pelos métodos de coprecipitação e dos precursores poliméricos (Pechini), sendo posteriormente submetidas a tratamentos térmicos em diferentes tempos de calcinação. Os materiais obtidos foram caracterizados por técnicas estruturais e morfológicas, permitindo correlacionar parâmetros como cristalinidade, tamanho de cristalito e morfologia com o desempenho eletroquímico. A atividade eletrocatalítica foi avaliada por meio de curvas de polarização, análise de inclinação de Tafel, estimativa da área eletroquimicamente ativa e testes de estabilidade. Entre as amostras investigadas, o material obtido por coprecipitação e calcinado por 2 h (TNOCP2h) apresentou o melhor desempenho eletrocatalítico, com sobrepotencial de aproximadamente 287 mV para atingir a densidade de corrente de 10 mA cm⁻², inclinação de Tafel de 42 mV dec⁻¹ e capacitância de dupla camada de 2.39 mF cm⁻², indicando cinética favorável e maior disponibilidade de sítios ativos em comparação às demais condições avaliadas. Os resultados evidenciam que a rota de síntese exerce influência significativa nas propriedades físico-químicas e no desempenho catalítico do TiNb₂O₇, destacando o potencial desse material como alternativa promissora para aplicações em eletrocatálise voltadas à produção sustentável de hidrogênio.