Valorização de Resíduos Plásticos Acoplada à Eletrólise de Água do Mar Poluída Utilizando um Eletrodo Bifuncional à Base de Ru-Ni-MnO2
Palavras-chave:
HER, EGOR, PET, heteroestrutura, Eletrólise da água do marResumo
Neste trabalho, propomos um eletrocatalisador bifuncional à base de Ru-Ni-MnO2 crescido diretamente sobre espuma de níquel (NF), visando a produção sustentável de hidrogênio (H2) acoplada à valorização de resíduos plásticos. A estrutura hierárquica foi sintetizada por via hidrotérmica e tratada termicamente, resultando em nanosheets interconectados com excelente dispersão dos metais. O material apresentou alto desempenho para a reação de evolução de oxigênio (OER) e para a oxidação de etilenoglicol (EGOR), com sobrepotencial de apenas 106 mV a 10 mA cm-2, superando o RuO2 comercial. O uso de etilenoglicol derivado da hidrólise alcalina de PET reduziu o sobrepotencial em 230 mV. Para a reação de evolução de hidrogênio (HER), o catalisador mostrou bom desempenho mesmo em água do mar poluída, com baixa taxa de corrosão (0,05 mm/ano). Os resultados demonstram que o Ru-Ni-MnO2/NF é um catalisador promissor para sistemas eletroquímicos integrados, combinando geração de H₂ e reaproveitamento de resíduos plásticos.
Referências
(1) Jiang, M.; Wang, X.; Xi, W.; Yang, P.; Zhou, H.; Duan, J.; Ratova, M.; Wu, D. Chemical Catalytic Upgrading of Polyethylene Terephthalate Plastic Waste into Value-Added Materials, Fuels and Chemicals. Sci. Total Environ. 2024, 912, 169342. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169342.
(2) Jin, H.; Xu, J.; Liu, H.; Shen, H.; Yu, H.; Jaroniec, M.; Zheng, Y.; Qiao, S.-Z. Emerging Materials and Technologies for Electrocatalytic Seawater Splitting. Sci. Adv. 2023, 9 (42). https://doi.org/10.1126/sciadv.adi7755.
(3) Zhang, H.; Jia, Y.; Li, Y.; Wang, L.; Ouyang, C.; Zhong, S. Ni/Ce Co-Doping δ-MnO2 Nanosheets with Oxygen Vacancy for Enhanced Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction. Int. J. Hydrog. Energy 2023, 48 (7), 2652–2662. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.10.124.
(4) Lin, C.; Li, J.-L.; Li, X.; Yang, S.; Luo, W.; Zhang, Y.; Kim, S.-H.; Kim, D.-H.; Shinde, S. S.; Li, Y.-F.; Liu, Z.-P.; Jiang, Z.; Lee, J.-H. In-Situ Reconstructed Ru Atom Array on α-MnO2 with Enhanced Performance for Acidic Water Oxidation. Nat. Catal. 2021, 4 (12), 1012–1023. https://doi.org/10.1038/s41929-021-00703-0.