Orientador: Mário Antônio Bica de Moraes

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Foram preparados e caracterizados eletrodos para a reação de evolução de hidrogênio e oxigênio a partir da eletrólise da água. Os eletrodos utilizados foram de níquel recoberto por um filme de politetrafluoretileno (PTFE) microtexturizado. O filme de PTFE, previamente depositado no eletrodo,...

Resumo: Foram preparados e caracterizados eletrodos para a reação de evolução de hidrogênio e oxigênio a partir da eletrólise da água. Os eletrodos utilizados foram de níquel recoberto por um filme de politetrafluoretileno (PTFE) microtexturizado. O filme de PTFE, previamente depositado no eletrodo, foi texturizado através de um plasma reativo de oxigênio formado por rádio-frequência, utilizando como máscara um filme globular de estanho. O resultado da corrosão é a formação de uma estrutura de "dedos" de PTFE normais à superfície do eletrodo de níquel. Os eletrodos com uma estrutura texturizada em sua superfície apresentam urna diminuição nos valores dos sobrepotenciais anódicos e catódicos (quando comparados aos obtidos no caso do eletrodo de níquel polido). A morfologia dos eletrodos texturizados foi observada através de microscopia eletrônica de varredura e a caracterização eletroquímica dos eletrodos feita através do estudo das curvas de Tafel. Foi observada uma correlação entre a eficiência dos eletrodos e a estrutura morfológica de sua superfície. A questão da redução da área efetiva dos eletrodos devido à formação de bolhas na superfície foi discutida e calculada

Abstract: Electrodes for hydrogen and oxygen evolution for water electrolysis have been prepared and characterized. The nickel electrodes were covered with a microtextured polytetrafluoroethylene (PTFE) film. The textured film were obtained by etching the PTFE layer, previously deposited on the...

Abstract: Electrodes for hydrogen and oxygen evolution for water electrolysis have been prepared and characterized. The nickel electrodes were covered with a microtextured polytetrafluoroethylene (PTFE) film. The textured film were obtained by etching the PTFE layer, previously deposited on the electrode, by a radio-frequency oxygen plasma, using a tin globular film mask. The resulting electrode structure is a nickel surface covered by a very large density of PTFE "hills" (or "fingers") pointing perpendicularly to the electrode surface. The PTFE fingers have shown to reduce both cathodic and anodic electrode overvoltages (with respect a polished nickel electrode). The morphology of the textured film is observed by means of scanning electron microscopy and the electrochemical performance of the electrodes is characterized by their Tafel plots. A correlation between electrolytic activity and electrode surface structure was observed. The problem of gas bubble formation and its effect on reduction of the electrode active surface area is discuss ed and evaluated.