Síntese eletroquímica de eletrodo de níquel aplicado como cátodo na eletrólise da água

Abstract

A busca por fontes de energia sustentáveis devido às preocupações crescentes com as mudanças climáticas tem colocado o hidrogênio verde sob os holofotes na corrida das possíveis alternativas para substituição dos combustíveis fósseis. Dessa forma, este trabalho apresenta a síntese e caracterização de eletrodos de níquel poroso (NiP) aplicados à reação de desprendimento de hidrogênio (RDH) via eletrólise da água. A metodologia envolveu a deposição eletroquímica de NiP sobre substratos de níquel utilizando diferentes densidades de corrente e tempos de deposição. A caracterização morfológica foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), que demonstrou a formação de uma estrutura porosa uniforme e a influência das condições de síntese na distribuição dos poros. Os eletrodos foram ainda analisados por Difração de Raios X (DRX) para confirmar a estrutura cristalina do níquel metálico e por técnicas eletroquímicas como curvas de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica para avaliar sua eficiência na RDH. Os resultados indicam que os eletrodos de NiP possuem uma alta área superficial e uma boa atividade catalítica, mostrando-se promissores para aplicações na produção de hidrogênio.

The search for sustainable energy sources due to growing concerns about climate change has placed green hydrogen in the spotlight as a potential alternative to replace fossil fuels. Thus, this work presents the synthesis and characterization of porous nickel electrodes (NiP) applied to the hydrogen evolution reaction (HER) via water electrolysis. The methodology involved the electrochemical deposition of NiP onto nickel substrates using different current densities and deposition times. Morphological characterization was performed by Scanning Electron Microscopy (SEM), which demonstrated the formation of a uniform porous structure and the influence of synthesis conditions on pore distribution. The electrodes were further analyzed by X-Ray Diffraction (XRD) to confirm the crystalline structure of metallic nickel and by electrochemical techniques such as polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy to evaluate their efficiency in HER. The results indicate that NiP electrodes possess a high surface area and good catalytic activity, showing promise for applications in hydrogen production.