Caracterização eletrocatalítica do CuO/Cu na reação de redução de CO2 utilizando eletrodo de disco rotatório

O aumento das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera é o principal agravante do efeito estufa, e por consequência, do aquecimento global. Dessa forma, buscam-se maneiras alternativas para conversão desse gás em outros compostos de interesse tecnológico, como os combustíveis. Dentre as formas de redução desta pequena molécula, aredução eletroquímica se destaca pela disponibilidade de prótons e o baixo custo energético se comparado a outras vias, entretanto, a reação tem a necessidade de otimização para que haja aumento de eficiência, seletividade, e diminuição do sobrepotencial (baixo custo energético). Diante disso, neste trabalho foi feito o estudo das propriedades catalíticas do eletrocatalisador contendo CuO/Cu na reação de redução eletroquímica do CO2, analisando o comportamento da reação frente a variações de temperatura, do eletrólito e da velocidade de rotação do eletrodo de trabalho. A composição do catalisador foi analisada por difração de raios X, e o estudo da atividade eletroquímica do sistema feito imobilizando uma camada ultrafina porosa contendo o catalisador em um eletrodo policristalino de disco rotatório de carbono vítreo, cuja velocidade de rotação variaram entre 360 a 3600 rpm. Observou-se um deslocamento do potencial para valores mais positivos quando comparado aos potenciais de redução utilizando apenas o carbono vítreo. As curvas de tafel e Levich mostraram que a etapa determinante da reação de redução eletroquímica de CO2é uma mistura entre a transição de carga e difusão das espéciessobre o eletrodo. Além disso, o eletrocatalisador apresentou uma inibição da reação de redução do cobre metálico em baixos potenciais, porém com alta competitividade com a reação de desprendimento de hidrogênio A reação de redução eletroquímica de CO2 foi favorecida pelo aumento da temperatura visto suas altas energias de ativação, e dependente do eletrólito por efeito de hidrofilicidade, e seu mecanismo daformação de produtos intrínseco que pode ser explicado pela fixação do CO sob a superfície do eletrododandocontinuidade areação e formação de alcóois ou metano, conforme a comparação com dados da literatura.