Óxidos de Manganês Dopado com Bi+3 e Ce4 Utilizados Como Materiais Eletroquímicos em Dispositivos de Conversão e Armazenamento de Energia

O dióxido de manganês (MnO2) é um material debaixo custo amplamente utiliza-do em dispositivos de conversão e armazenamento de energia, como por exemplo, no cátodo de baterias do tipo metal-ar e de células a combustível alcalinas,sendo capaz de promover a redução completa de oxigênio pela rota 4e-[1],em pilhas de Leclanché e em super e ultracapacitores. Por ser um semicondutor, o dióxido de manganês só pode ser utilizado como material eletródico nos dispositivos mencionados se combinado com algum suporte condutor. O suporte condutor mais utilizado para este fim é o carbono em pó. Entretanto, este material não possui estabilidade suficiente nas condições operacionais das células alcalinas, sendo convertido gradativamente em CO2. Uma das possíveis estratégias para tentar minimizar esta deficiência é incrementara condutividade eletrônica do óxido puro pela dopagem com alguns cátions metálicos. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo incrementar a condutividade dos óxidos de manganês pela dopagem com os cátions Bi+3 e Ce+4[2] eliminando a necessidade de uso de carbono como aditivo. Os materiais resultantes foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados obtidos indicam um aumento substancial na condutividade eletrônica dos óxidos dopados, possibilitando o uso dos mesmos sem mistura com carbono em pó. Os materiais utilizados como catalisadores da reação de redução de oxigênio em meio alcalino promoveram a reação pelo mecanismo de 4e-, com um potencial de meia onda superior ao obtido para um catalisador comercial de platina dispersa em carbono.