Investigação das propriedades eletroquímicas do sistema Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 utilizando a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica

• Main Author: Liliane Aparecida de Carvalho
• Other Authors: Adalgisa Rodrigues de Andrade
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2004
• Subjects: ADE; eletrodos porosos; impedância; DSA; impedance; porous model
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-25072008-140541/

Neste trabalho foram investigadas as propriedades de eletrodos ternários ADEs de composição nominal Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,7), utilizando as medidas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) em função da freqüência ac e potencial. A EIE é uma técnica de análise \"in situ\", que fornece informações importantes a respeito dos processos de carregamento/descarregamento da interface. O material eletródico utilizado foi preparado utilizando-se a metodologia de decomposição térmica de precursores poliméricos (DPP), um método que permite a obtenção de filmes finos, com superfície homogênea e um excelente controle do metal presente no recobrimento de óxidos. Os resultados obtidos foram interpretados de acordo com duas abordagens: a de circuito equivalente e também a de linha de transmissão, com a finalidade de verificar as diferenças e a eficácia de ambas abordagens de análise, bem como suas limitações para descrever o sistema em questão. Os experimentos de EIE foram realizados com eletrodos recém preparados nos intervalos de potencial referentes às regiões da dupla camada elétrica (DCE) e da reação de desprendimento de oxigênio (RDO), e também durante o processo de desativação dos mesmos nos testes de vida útil (TVU). Os circuitos equivalentes que melhor ajustaram os dados experimentais para os experimentos nas regiões da DCE e na RDO foram: RWL(Cdc[RpQp])(RfQf) e RWL(RtcQdc)(RfQf), respectivamente. O comportamento da capacitância da dupla camada elétrica em função dos potenciais na região da DCE é similar ao comportamento observado pelo voltamograma. A troca de TiO2 por SnO2 favoreceu a RDO, apresentando valores menores de Rtc. Na abordagem utilizando linha de transmissão, foi possível representar o comportamento dos eletrodos Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 em ambas regiões (DCE e RDO) utilizando apenas uma linha de transmissão, formada por um único canal, onde c1 é formado por r ou q, e a interface z é formada por um conjunto em paralelo (rq). Os valores de rtc diminuem com o aumento do potencial e com o aumento da quantidade de SnO2 no sistema. Os diferentes componentes dos circuitos (Rf,Cdc, RW e L) obtidos para ambas abordagens apresentaram comportamentos similares. === In this work, we have investigated the electrochemical proprieties of ternary electrodes of the DSA-type with nominal compositions of Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,7), using electrochemical impedance spectroscopy (EIE) as a function of ac frequency and potential. The EIE is an in situ analytical technique, which furnishes useful information about the charging/discharching process of the interface. The investigated electrode material has been prepared by thermal decomposition of the polymeric precursor (DPP). This method is possible to obtain thin films with homogeneous surface, as well as excellent control of the metal oxide present in the ceramic coating. The experimental data has been modeled using two different approaches: equivalent circuits and transmission line. The main purpose of doing this was to evaluate the efficiency of both models, as well as their limits concerning the description of the investigated system. The EIS experiments were conducted with fresh by prepared electrodes, in the potential region covering the double layer domain (DL) and the oxygen evolution reaction (OER). The electrode deactivation process was studied by using the electrode life time test. The equivalent circuits derived from the simulation of experimental data for the DL and OER regions were RWL(Cdl[RpQp])(RfQf) and RWL(RctQdl)(RfQf), respectively. The behavior of the capacitance in the double layer domain is similar to the behavior of the voltammogram. Substitution of TiO2 for SnO2 favors OER, leading to lower Rct values. By using the transmission line (TL) approach, it was possible to represent the behavior of Ti/Ru0,3Ti(0,7-x)SnxO2 electrodes in both potential regions (DL and OER) using a single TL, formed by one channel, where c1 is formed by r and q, the interface z is formed by a set of (rq) in parallel. The rct value diminishes as the potential and SnO2 content are increased. The different components of the circuit (Rf,Cdl, RW e L) presented similar behavior for both approaches.