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Premio extraordinario de Trabajo Fin de Máster curso 2018/2019. Máster en Electroquímica. Ciencia y Tecnología El poli (3,4-etilendioxitiofeno) ha sido ampliamente estudiado hasta ahora debido a su buena conductividad eléctrica, baja densidad y su uso en sensores y supercondensadores eléctricos. La polimerización de 3,4-etilendioxitiofeno (EDOT) se llevó a cabo en una solución 0,1 M de LiClO4 y 0,05 M de 3,4-etilendioxitiofeno en medio acuoso mediante cronoamperometría. La caracterización del polímero se realizó acoplando el análisis de video-digital RGB con cronoamperometría y voltamperometría cíclica, también se caracterizaron, mediante microbalanza electroquímica de cuarzo (EQCM), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), espectroscopia UV-Vis y Ac-electrogravimetría en una disolución de 0.1M LiClO4. El presente trabajo, ha permitido proponer un posible mecanismo de oxidación y reducción para este sistema, con la participación de aniones y cationes en diferentes intervalos de potencial. Se ha estudiado por primera vez este sistema, mediante la técnica acoplada Video-Digital RGB, así como por Ac-electrogravimetría (MIS) en estas condiciones experimentales. Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) has been widely studied so far due to its good electrical conductivity, low density and its use in sensors and electrical supercapacitors. Polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) was carried out in a 0.1 M solution of LiClO4 and 0.05 M of 3,4-ethylenedioxythiophene in aqueous medium by chronoamperometry. The characterization of the polymer was done by coupling the RGB video-digital analysis with chronoamperometry and cyclic voltammetry, also characterized by electrochemical quartz microbalance (EQCM), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), UV-Vis spectroscopy and Ac-electrogravimetry in a 0.1M LiClO4 solution. The present work, has allowed to propose a possible mechanism of oxidation and reduction for this system, with the participation of anions and cations in different potential intervals. This system has been studied for the first time, using the coupled technique Video-Digital RGB, as well as Ac-electrogravimetry (MIS) in these experimental conditions.

A hidroquinona é um composto fenólico usado como substância de referência em medicamentos voltados para tratamento de discromias induzidas por processos de hiperpigmentação. Doenças dermatológicas desse tipo são frequentes e estão entre as principais causas de procura por orientação médica, segundo dados recentes da Sociedade Brasileira de Dermatologia. No Brasil, a hidroquinona é comercializada em formulações farmacêuticas de uso tópico com até 4% de concentração, porém, apesar de amplamente utilizada alguns estudos alertam sobre efeitos adversos do uso prolongado da substância. Um dos fatores considerados é a estabilidade da molécula, visto que a hidroquinona é facilmente oxidada e seu produto de degradação, a benzoquinona, pode estar associado a mecanismos genotóxicos. Portanto, o doseamento desses medicamentos é importante para garantir a qualidade, segurança e eficácia dos produtos. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi a elaboração de um estudo investigativo direcionado ao esclarecimento sobre a estabilidade química da hidroquinona, bem como, a implementação de uma metodologia analítica de doseamento. Em seu desenvolvimento, foram exploradas técnicas espectroscópicas, eletroanalíticas e de eletromigração. Uma vez determinado que os padrões adquiridos para este trabalho estavam de acordo com a certificação de pureza, bem como, que o pH é um fator determinante visto que está relacionado às reações de oxido-redução dos compostos, uma metodologia analítica para doseamento de hidroquinona por cronoamperometria foi desenvolvida. Foi utilizado um eletrodo de trabalho de carbono vítreo, um eletrodo de referência (Ag/AgCl) e um eletrodo auxiliar de platina, todos imersos em uma célula eletrolítica preenchida com solução tampão BR ajustada em pH 5,5, este escolhido por ser o pH em que a amostra é mantida. O método otimizado consistiu na análise de hidroquinona mediante aplicação de um potencial de oxidação fixo de 0,4 V, após a solução ser mantida em agitação por 20 segundos. Alguns parâmetros de desempenho analítico foram verificados, a seletividade e a linearidade foram certificadas e a exatidão do método foi estabelecida por ensaios de recuperação em três níveis de concentração cujos valores variam entre 98 a 111%. Uma amostra de gel dermatológico contendo 4% (m/m) de hidroquinona foi analisada após procedimento de preparo otimizado, e foi encontrada uma concentração de 3,62% (m/m). Não foram encontrados vestígios da oxidação de hidroquinona na amostra analisada. Hydroquinone is a phenolic compound used as a reference substance in pharmaceuticals designed for treatments of dyschromias induced by hyperpigmentation processes. Dermatological diseases of this segment are very ordinary and appear among the main causes of the medical advice demand, according to recent data published by the Brazilian Society of Dermatology. In Brazil, hydroquinone is found in some skin-bleaching formulations with up to 4% concentration, however, despite of being widely used, some authors have been published papers warning about the adverse effects caused by its long-term use. One of the criteria considered is the molecule stability, since the hydroquinone easily undergoes oxidation and its product, benzoquinone, could be associated with genotoxic mechanisms. Therefore, the dosage of these drugs is important to guarantee their quality, safety and efficacy. Thus, the aim of this work was to develop an investigative study to enlighten the chemical stability of hydroquinone in those products, as well as the development of an analytical quantitative methodology. Over the experimental procedure, spectroscopic, electroanalytical and electromigration techniques were explored. Once stablished the standard materials acquired for this work are within the purity certification parameters and the pH is a determining factor due its directly relation to the redox reaction of the analyte, an analytical method for quantifying hydroquinone by chronoamperometry has been developed. A glassy-carbon working electrode, a reference electrode (Ag/AgCl) and a platinum auxiliary electrode were used. All of them immersed in an electrolytic cell filled with BR buffer solution adjusted to pH 5.5. The pH was chosen according to the condition the sample is kept. The optimized method is based on the hydroquinone oxidation by a 0.4 V fixed potential application, after the solution been kept stirring for 20 s. Some analytical validation parameters were verified. Selectivity and linearity were certified and the accuracy of the method was calculated by recovery tests at three concentration levels leading to a 98-111% range. A skin-bleaching gel sample containing 4% (w/w) of hydroquinone was tested following the optimized method. As a result, a concentration of 3.62% (w/w) was obtained. No trace of hydroquinone oxidation was found in the analyzed sample.

VII Seminário de Extensão Universitária da UNILA (SEUNI); VIII Encontro de Iniciação Científica e IV Encontro de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (EICTI 2019) e Seminário de Atividades Formativas da UNILA (SAFOR) A eletrólise alcalina da água é uma rota alternativa para a produção de hidrogênio de forma sustentável. Sendo assim, neste trabalho, foi realizada a avaliação do efeito do recobrimento de três eletrodos atuando como cátodo (Pt, Ni e aço AISI940L), com um nanocompósito de Argila/Ni(OH) 2 atuando como eletrocatalisador na produção de hidrogênio, buscou-se verificar a influência na produção de carga e densidade de corrente por meio de cronoamperometria realizada em um potencial de -1,7 V durante 1 hora. Como resultados, obteve-se que, o nanocompósito proporcionou aumentos significativos da densidade de corrente na produção de hidrogênio Agradeço à UNILA pela bolsa concedida e apoio ao projeto. Ao Núcleo de pesquisas em Hidrogênio (NuPHI) do Parque Tecnológico Itaipu (PTI) pela colaboração, e também a toda equipe do LabMat da UNICENTRO pelo fornecimento do material testado

Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas, A aquacultura é uma atividade agropecuária em crescimento, cuja finalidade é aumentar a quantidade de alimentos, de origem aquática, disponíveis no mercado. Porém, como outras práticas agrícolas, a aquacultura também está sujeita a ameaças externas. Uma das possíveis ameaças para estes sistemas são as contaminações pelas florações nocivas de algas (HAB) – evento resultante do aparecimento em grande escala de microalgas e/ou cianobactérias potencialmente tóxicas. Em Portugal, os bivalves são dos organismos mais cultivados em aquacultura, pelo que apresentam um risco acrescido quando em contato com uma HAB, pois existem espécies, como a Alexandrium minutum, com a capacidade de produzir toxinas suficientes para representar uma ameaça para a saúde pública. Tendo em conta o aumento das HAB nas últimas décadas, surgiu a necessidade de desenvolver meios de deteção capazes de os antecipar, de maneira a prevenir ou, pelo menos, limitar a perda económica e biológica, incluindo a humana. Nesta dissertação foi desenvolvido e otimizado um genossensor eletroquímico para a deteção da A. minutum – microalga produtora de toxinas prejudiciais para a aquacultura portuguesa. Este dispositivo baseia-se na deteção eletroquímica da reação de hibridação de duas cadeias de ADN complementares. Analisando bases de dados públicas, selecionou-se e desenhou-se sequências de ADN especificas (70 pb) capazes de detetar inequivocamente o material genético proveniente da A. minutum. A construção do genossensor foi efetuada em várias etapas (i) Fase sensorial: criação de uma monocamada auto-organizada (SAM) mista constituída pelo ADN tiolado e o mercapto-hexanol (MCH) na superfície do elétrodo descartável de ouro (SPGE); (ii) Promoção da reação de hibridação do ADN em formato “sandwich” (para aumentar a seletividade) e; (iii) Deteção eletroquímica da reação de hibridação através da avaliação da reação de redução do substrato tetrametilbenzidina/peróxido (TMB/H2O2). Após a otimização de todos os parâmetros analíticos, fizeram-se curvas de calibração. Obteve-se uma correlação linear entre a corrente eletroquímica e a concentração de ADN alvo no intervalo de 0,12 e 1 nM. Os genossensores desenvolvidos apresentaram uma repetibilidade e reprodutibilidade de 5,4 % e 4,1 % respetivamente, e ainda um limite de deteção (LD) e um limite de quantificação (LQ) de 0,03 e 0,08 nM, respetivamente. ADN extraído e amplificado de amostras biológicas distintas (A. minutum, Lingulodinium polyedrum e células do epitélio oral) permitiram validar e confirmar a seletividade do genossensor. Este dispositivo também detetou o ADN complementar proveniente da A. minutum (a várias concentrações) e não registou nenhum sinal para as restantes amostras de ADN não complementares (L. polyedrum e as células do epitélio oral) às sondas de ADN usado na construção do sensor. Confirma-se assim que os genossensores são uma ferramenta analítica promissora e de baixo custo para monitorizar a presença de A. minutum em culturas puras, no mar e em tanques de aquacultura., Aquaculture is a fast-growing activity of agricultural character; whose purpose is to increase the amount of aquatic food available on the market. Like other farming practices, aquaculture is also subject to external threats. One possible threat to these systems is the contamination by harmful algae blooms (HAB) – a large-scale event resulting from the appearance of potentially toxic microalgae and/or cyanobacteria. In Portugal, shellfish are the most cultivated organisms in aquaculture, thus representing an increased risk when in contact with a HAB because there are species, like Alexandrium minutum, with the ability to produce enough toxins to pose a threat to public health. In view of the increase phenomena of HAB, the need to develop means of detection capable of anticipating these threats, in order to prevent economic and human loss, has emerged. In this thesis, an electrochemical genosensor for the detection of Alexandrium minutum – a microalgae that produces harmful toxins for portuguese aquaculture – was developed and optimized. This device is based on the electrochemical detection of the hybridization reaction between two complementary DNA sequences. Analyzing public databases, a specific DNA probe (70 bp) capable of unequivocally detecting the genomic material of A. minutum was selected and designed. The construction of the genosensor was obtained in various steps (i) Sensorial phase: creation of the thiolated DNA and mercapto-hexanol mixed self-assembled monolayer (SAM) on the screen-printed gold electrode (SPGE) surface; (ii) Promotion of the DNA hybridization reaction in a sandwich format (to increase the selectivity) and; (iii) Electrochemical detection of the hybridization reaction by evaluating the reduction reaction of tetramethylbenzidine/peroxide (TMB/H2O2) substrate. After the optimization of all the analytical parameters, the calibration curve was determined. A linear correlation between the analytical signal (electrochemical current) and the DNA target concentration was obtained in the 0,12 and 1 nM range. The developed genosensor presents a repeatability and reproducibility of 5,4 % and 4,1 % respectively and a detection and quantification limit of 0,03 and 0,08, respectively. The extracted and amplified DNA from the different biological samples (A. minutum, Lingulodinium polyedrum and oral epithelium cells) validated and confirmed the selectivity of the genosensor. This device also detected the A. minutum complementary DNA (at various concentrations) and didn’t record any signal for the other non-complementary DNA samples (L. polyedrum and the oral epithelium cells) to the artificial probes used during the genosensors design. It is therefore confirmed that genosensors are a promising and low-cost analytical tool to monitor the presence of A. minutum in pure cultures, in the sea and in aquaculture tanks.

espanolEn este trabajo, se estudio la transferencia de los herbicidas ametrina, atrazina y prometrina a traves de la interfase de dos soluciones electroliticas inmiscibles (agual 1,2-dicloroetano) mediante las tecnicas de voltamperometria ciclica y cronoamperometria en una celda electroquimica de vidrio de cuatro electrodos. Los experimentos se llevaron a cabo en condiciones acidas para asegurar la protonacion de la molecula, a traves de los voltamperogramas ciclicos se determino el potencial de transferencia para cada una de las triazinas estudiadas, mismo que sirvio para realizar los estudios cronoamperometricos. Estos ultimos mostraron valores de coeficientes de difusion del orden de 10-6 cm2 s-1, los cuales estan dentro de los parametros obtenidos por voltamperometria ciclica. Los resultados sugieren que las triazinas se mueven mas rapido en la fase acuosa que en la fase organica. Asi, desde un punto de vista ambiental, estos resultados ayudan a comprender el transporte de este tipo de compuestos a traves de un sistema bifasico, como lo es la membrana-agua de una celula biologica. EnglishIn this work, the transfer of ametryn, prometryn and atrazine herbicides was studied through the interface of two immiscible electrolyte solutions (water 1,2-dichloroethane) using cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques in a four electrode configuration cell. The experiments were carried out under acidic conditions to ensure protonation of the molecule and the formal transfer potential for the three herbicides was measured. The chronoamperometric results showed that diffusion coefficients values are in order of 10-6 cm2 s-1, which are within the parameters obtained by cyclic voltammetry. The results suggest that the triazines move faster in the aqueous phase than in the organic phase. Thus, from an environmental point of view, these results could help to understand the transport of these compounds through a two-phase system, such as the membrane water from a biological cell.

Las celdas de electrolísis microbiana (MEC) han experimentado un creciente interés en la comunidad científica en los últimos años. Pero uno de factores limitantes para su implementación a gran escala es el coste de los materiales. En este trabajo se estudia la posibilidad de emplear cáscara de almendra pirolizada (CAP) como una alternativa de bajo coste a los materiales electródicos tradicionales en las MEC. La pirolisis se llevó a cabo en un horno tubular a 1000 ºC en corriente de nitrógeno para hacer a este material electroconductor. Se montaron cuatro celdas con CAP (CAP-MEC) y cuatro con fieltro de carbono (FC-MEC). Las celdas son bicamerales y separadas por membrana de intercambio catiónico. Se empleó lodo digerido de una EDAR como inóculo microbiano y se puso a operar las FC-MEC y las CAP-MEC a 1.0V durante tres meses. Los resultados obtenidos apuntan a que las FC-MEC arrancaron antes que las CAP-MEC pero a lo largo de los ciclos CAP-MEC y FC-MEC alcanzaron densidades de corrientes similares dando eficiencias coulombicas de 12% y 11% para FC-MEC y CAP-MEC, respectivamente. Lo que demuestra que las CAP pueden reemplazar al FC como material de bajo coste. Sin embargo, los futuros esfuerzos deben ir a superar el factor limitante del tamaño de las CAP. Además, se llevó a cabo secuenciación masiva de 16S rRNA génica de poblaciones eubacteriales para estudiar las diferencias y similitudes entre las poblaciones adheridas a cada tipo de electrodo. Por otro lado, las comunidades microbianas son cuantificadas por PCR a tiempo real para determinar la cantidad de bacterias capaces de crecer en la superficie de ambos electrodos. Este trabajo ha sido realizado gracias al proyecto de la Junta de Castilla y León (ref: LE060U16) cofinanciado con fondos FEDER. Ana Sotres agradece el contrato postdoctoral asociado a este proyecto ref: LE060U16. Cristian Bernabé Arenas agradece el contrato predoctoral asociado a este proyecto ref: CTQ-2015-68925-R

Submitted by RIBERTO NUNES PERES null (ribertonunes@hotmail.com) on 2016-11-09T16:24:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Riberto Nunes Peres.pdf: 7246284 bytes, checksum: 995ded8f961b58dd874ecf93baa5d654 (MD5) Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO null (luizaromanetto@hotmail.com) on 2016-11-11T19:40:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 peres_rn_me_araiq_par.pdf: 1029672 bytes, checksum: 9d3fa5518c469180a16ec6e2e903eb9f (MD5) Made available in DSpace on 2016-11-11T19:40:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 peres_rn_me_araiq_par.pdf: 1029672 bytes, checksum: 9d3fa5518c469180a16ec6e2e903eb9f (MD5) Previous issue date: 2016-10-27 A calcopirita (CuFeS2) é o sulfeto de cobre mais abundante na natureza e pertence ao grupo mais explorado de minerais de cobre, representando cerca de 70% do total de cobre disponível. O objetivo deste trabalho foi estudar as principais etapas de oxidação e redução de calcopirita sólida em solução salina ácida utilizada em biolixiviação usando técnicas eletroquímicas e caracterizar morfológica, química e fisicamente a superfície do eletrodo, a fim de atribuir os diferentes eventos eletroquímicos. Para os estudos eletroquímicos foram utilizadas as técnicas: voltametria linear (LSV) e voltametria cíclica (CV), cronoamperometria (CA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em diferentes intervalos de potencial ou a diferentes valores de potenciais. A caracterização das diferentes espécies formadas em cada condição de potencial ou experimental foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microanálise (EDS), difração de raios X (XRD), com o propósito de investigar os fenômenos que ocorrem na superfície da calcopirita sólida e propor possíveis reações envolvidas na lixiviação química. Após os diferentes ensaios eletroquímicos, foi realizada a análise do eletrólito por espectrometria de absorção atômica (AAS) para determinar as concentrações dos íons ferro e cobre em solução. Os voltamogramas cíclicos mostraram mais de 15 picos de corrente diferentes no intervalo de potencial entre +1,5 e -1,5 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L. Nas voltametrias cíclicas de baixa velocidade e no sentido de potencial (E) positivo do que o de circuito aberto (EOCP), a análise da superfície apresentou uma camada rica em sulfeto de cobre e a AAS detectou íons cobre e ferro em solução, enquanto que na varredura no sentido de E < EOCP a superfície indicou a presença de um filme rico em enxofre e a AAS encontrou maiores concentrações de íons de ferro e cobre em solução. As voltametrias lineares até +0,65 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L seguidas de análise da superfície e da solução mostraram que o produto formado pode ser fosfato de ferro ou polissulfetos e para potenciais superiores predomina a formação de enxofre elementar. Os diagramas de impedância eletroquímica mostraram que quanto maior era o potencial das voltametrias lineares menores eram os valores de resistência do material. Para cronoamperometria de 12 h os resultados mostraram que até 0,45 V não se detectou a formação de produto sobre a calcopirita nem íons de ferro ou cobre em solução. Nas cronoamperometrias para potenciais negativos foi observado que quanto mais negativo era o potencial maior foi a corrente catódica. Nas cronoamperometria de 0,85 V e 1,0 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L observou-se uma diminuição de corrente no início e depois o aumento da corrente até o final do ensaio eletroquímico. The chalcopyrite (CuFeS2) is the most abundant copper sulfide in nature and belongs to the exploited group of copper minerals, accounting for about 70% of the total available copper. The aim of this work was to study the main oxidation and reduction steps of solid chalcopyrite in acidic saline solution used in bioleaching using electrochemical techniques, and to characterize morphological, chemical and physically the surface of the electrode in order to assign the different electrochemical events. The following electrochemical techniques were used: linear sweep (LSV) and cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in different potential intervals or at different potential values. The characterization of the different species formed in each potential or experimental condition was performed by scanning electron microscopy (SEM) and microanalysis (EDS), X-ray diffraction (XRD), in order to investigate the phenomena occurring on solid chalcopyrite surface and proposing possible reactions involved in chemical leaching. After the different electrochemical tests, the analysis of the electrolyte was performed by atomic absorption spectrometry (AAS) to determine the concentrations of iron and copper ions in solution. The cyclic voltammograms showed more than 15 different current peaks in the potential range between +1.5 and -1.5 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L. In cyclic voltammetry at low speed and going to the potential (E) more positive than the open circuit potential (EOCP), the surface analysis showed a layer rich in copper sulfide and AAS analysis found copper and iron ions in solution, while scanning in the opposite direction, E < EOCP, the surface analysis indicated the presence of a film rich in elemental sulfur and AAS detected higher concentration of iron and copper ions in solution. The linear sweep voltammetry to +0.65 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L followed by analysis of both the surface and the solution showed that iron phosphate and polysulfides can be formed and at higher potential prevails the formation of elemental sulfur. The electrochemical impedance diagrams show that the higher the potential values of the linear voltammetry, the lower are the values of the modulus of impedance. Chronoamperometry results for 12 h showed that up to 0.45 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L neither products on the electrode nor copper and iron ions in solution were detected. For chronoamperometry tests at 0.85 V and 1.0 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L the current density decreased at the beginning, and then increased until the end of the electrochemical assay.

En este trabajo se presenta un prototipo de potenciostato de bajo costo, que permite el control de las variables eléctricas en la obtención de recubrimientos por electrodeposición. Se empleó la metodología QFD (Quality Function Deployment) como herramienta de planificación con el fin de determinar las características que debe tener el prototipo de potenciostato. El desarrollo de la investigación se basó en el diseño e implementación de un prototipo de potenciostato que permita trabajar 3 funciones básicas de electrodeposición a saber: cronoamperometría, que consiste en mantener un voltaje constante en un rango de 0 V a 20 V y mide la corriente entregada al sistema; cronopotenciometría, que mantiene constante una corriente en un rango de 0 A a 2 A y mide el voltaje (potencial) y voltamperometría cíclica, la cual trabaja en los mismos rangos de la cronoamperometría (0 V a 20 V) y excita el sistema mediante señales de onda triangular, diente de sierra, senoidal, cuadrada, entre otras. Estas características implementadas son comparadas con las de un potenciostato comercial, demostrando su eficiencia en el control de procesos electroquímicos. This article presents a low cost prototype potentiostat, which allows to control electrical variables in obtaining coatings by electrodeposition. The QFD (Quality Function Deployment) methodology was used as a planning tool in order to determine the characteristics that should have the potentiostat along the entire process of obtaining the prototype. The development of the research was based on the design and implementation of a prototype potentiostat that can handle three basic functions of electrodeposition. One first function, chronoamperometry lets to keep a constant voltage in the range of 0 V to 20 V and measures the current delivered to the system. A second function, chronopotentiometry maintains constant a current in a range of 0 A to 2 A and measures the voltage (potential). A third function, cyclic voltammetry, works in the same ranges of chronoamperometry (0 V to 20 V) and excites the system by signals as triangular wave, saw tooth, sine, and square, among others. These implemented features were compared to one conventional potentiostat, demonstrating its efficiency in controlling electrochemical processes. Nesse trabalho se apresenta um protótipo de baixo custo potentiostat, que permite o controle das variáveis elétricas na obtenção de recobrimentos por eletrodeposição. Empregou-se a metodologia QFD (Quality Function Deployment) como ferramenta de planificação com o fim de determinar as características que devem ter o protótipo de um potentiostat. A pesquisa baseou-se na concepção e implementação de um protótipo de um potentiostat, permitindo trabalho 3 noções básicas de galvanoplastia, nomeadamente: cronoamperometria, que consiste em manter uma voltagem constante em um intervalo de 0V a 20V e mede a corrente entregada ao sistema; cronopotenciometria que mantem constante uma corrente de um rango de 0A a 2ª e mede a voltagem (potencial) e voltamperometria clinica, a qual trabalha nos mesmos intervalos que a conoamperometria (0V a 20V) e excita o sistema mediante sinais de onda triangular, dente de serra, senoidal, quadrada, entre os outros. Estas características implementadas são comparadas com as de um potensiostato comercial, demostrando sua eficiência no controle de processos eletroquímicos.

This paper studies the electrochemical behaviour of different types of low-cost commercial steel (A36, 430 and 304) as electrodes to obtain hydrogen. The aim of this work was to understand hydrogen evolution. The studies were conducted by different electrochemistry techniques like chronoamperometry and voltamperometric curves in different concentrations of KOH (5% and 25% m/m). The 304 stainless steel type in a 25% m/m KOH concentration had the best performance, because in these conditions the potential onset of hydrogen release decreased, demonstrating the lowest potential requirement for use as a bipolar plate. Se estudió el comportamiento electroquímico de los diferentes tipos de aceros comerciales de bajo costo (A36, 430 y 304) como electrodos para la obtención de hidrógeno. El propósito de este trabajo fue estudiar la evolución de hidrógeno, para lo cual se utilizaron técnicas electroquímicas como cronoamperometría y curvas voltamperométricas, en diferentes concentraciones de KOH (5% y 25% m/m). El acero inoxidable 304 en una concentración de 25%m/m tuvo el mejor desempeño, pues en estas condiciones el inicio de liberación de hidrógeno disminuyó y presentó el menor requerimiento de potencial para su uso como placa bipolar.

This paper studies the electrochemical behaviour of different types of low-cost commercial steel (A36, 430 and 304) as electrodes to obtain hydrogen. The aim of this work was to understand hydrogen evolution. The studies were conducted by different electrochemistry techniques like chronoamperometry and voltamperometric curves in different concentrations of KOH (5% and 25% m/m). The 304 stainless steel type in a 25% m/m KOH concentration had the best performance, because in these conditions the potential onset of hydrogen release decreased, demonstrating the lowest potential requirement for use as a bipolar plate. Se estudió el comportamiento electroquímico de los diferentes tipos de aceros comerciales de bajo costo (A36, 430 y 304) como electrodos para la obtención de hidrógeno. El propósito de este trabajo fue estudiar la evolución de hidrógeno, para lo cual se utilizaron técnicas electroquímicas como cronoamperometría y curvas voltamperométricas, en diferentes concentraciones de KOH (5% y 25% m/m). El acero inoxidable 304 en una concentración de 25%m/m tuvo el mejor desempeño, pues en estas condiciones el inicio de liberación de hidrógeno disminuyó y presentó el menor requerimiento de potencial para su uso como placa bipolar.

Anais do II Encontro de Iniciação Científica e de Extensão da Unila - Sessão de Química - 03/07/13 – 13h30 às 18h30 - Unila-PTI - Bloco 03 – Espaço 03 – Sala 02 Com o aumento da preocupa ̧c ̃ao mundial em rela ̧c ̃ao aos efeitos do uso cont ́ ınuo dos com- bust ́ ıveis f ́osseis e o aumento da demanda energ ́etica populacional buscam-se novas alternativas ́ nesse novo cen ́ario mundial que a produ ̧c ̃ energ ́eticas que sejam limpas e renov ́aveis. E ao de hidrogˆenio via eletr ́olise da ́agua se destaca. O hidrogˆenio foi identificado como uma fonte poten- cial de combust ́ ıvel, desde o s ́eculo XIX, com baixo peso molecular, possui a maior quantidade de energia por unidade de massa que qualquer outro combust ́ ıvel conhecido. Destaca-se que sua queima com oxigˆenio puro n ̃ao produz poluentes somente ́ agua e calor. Os usos atuais do hidrogˆenio se restringem a processos industriais e combust ́ ıvel para foguetes. E para que seu uso seja abrangente em outras ́areas como, por exemplo, gera ̧c ̃ao de eletricidade e combust ́ ıvel de autom ́oveis s ̃ao necess ́arias que mais pesquisas sejam realizadas. Esse trabalho procurou uma forma vi ́avel de obter o hidrogˆenio via eletr ́ olise da ́ agua, testando diferentes eletrodos em dife- rentes concentra ̧c ̃oes de eletr ́olito. Foram testados os eletrodos de Pal ́adio (Pd), Platina (Pt) e Prata (Ag), todos com pureza de 99,999%, nas diferentes concentra ̧c ̃oes do eletr ́ olito aquoso de KOH (hidr ́oxido de Pot ́assio) 5,0%, 10,0%, 15,0% e 20,0% em massa para o eletrodo de Platina. Para compara ̧c ̃ao com os demais eletrodos foi empregada somente a concentra ̧c ̃ ao de 20,0% em massa. A a ́ rea exposta do eletrodo de trabalho para os trˆes eletrodos foi de 43,96 mm2. A produ ̧c ̃ao de hidrogˆenio foi realizada em uma c ́elula de Hoffmann, a qual cont ́em o eletr ́olito com trˆes eletrodos, o eletrodo de trabalho, o contraeletrodo e o de referˆencia. O hidrogˆenio ́e produzido no c ́atodo (ou eletrodo de trabalho) e no ˆ anodo (ou contraeletrodo), o oxigˆenio. O m ́etodo eletroqu ́ ımico utilizado foi a cronoamperometria, o qual consiste na aplica ̧c ̃ ao de uma tens ̃ao (diferen ̧ca de potencial) sobre sistema e ent ̃ao o sistema produz uma corrente de el ́etrica que ́e lida pelo equipamento chamado potenciostato PGSTAT302 da marca Autolab. As tens ̃ oes trabalhadas foram -1,0; -1,3; -1,7 e -2,0 V. A proposta inicial do projeto era testar l ́ ıquidos iˆonicos como eletr ́ olitos, por ́em, os testes iniciais consistiram no teste do eletr ́olito alcalino hidr ́ oxido de pot ́assio, para posterior compara ̧c ̃ao com os l ́ ıquidos iˆonicos. Com os testes, pode-se concluir que a medida que ́e trabalhado com maiores concentra ̧c ̃oes do eletr ́olito, a produ ̧c ̃ao de hidrogˆenio ́e ` maior. O mesmo ocorre com o aumento das tens ̃oes, pois quanto maior a diferen ̧ca de potencial aplicada no sistema (energia gasta nele), obt ́em-se maior produ ̧c ̃ ao de hidrogˆenio. Os valores de corrente obtidos variaram de - 6,0 a - 490 mA. Sendo que a maior faixa de corrente obtida foi de - 490 mA na concentra ̧c ̃ao de 20,0% em massa de KOH, na tens ̃ao -2,0 V em temperatura ambiente com o eletrodo de Pd. Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)

En esta investigación se muestra el comportamiento de las fases activas bimetálicas Pd-Sn, Pd-Ru, Pt-Sn y Pt-Ru sobre carbón Vulcan XC-72R, durante el electro-oxidación de etanol cuando se varía su concentración en la solución electrolítica. Los catalizadores fueron preparados por el método de reducción de polioles usando calentamiento en micro-ondas. Difractometría de rayos-X, espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X y microscopia electrónica de barrido (por sus siglas en ingles XRD, XPS y SEM respectivamente) se han utilizado para caracterizar la superficie y la composición de estas fases activas en estos catalizadores. Las técnicas electroquímicas, voltametría cíclica y la cronoamperometría, se emplearon para determinar el comportamiento en un sistema electroquímico, variando la concentración de etanol entre 0 y 3M, mediante la adición de hidróxido de sodio 1 M. Las medidas electroquímicas se llevaron a cabo en una celda de tres electrodos, conformada por un electrodo reversible de hidrógeno (RHE) que actúa como un electrodo de referencia, carbono vítreo y alambre de platino, siendo estos los electrodos de trabajo y contra-electrodo, respectivamente. Los resultados mostraron que cuando se utiliza una solución de etanol 2M + 1M hidróxido de sodio el grupo de catalizadores en general presentó el mejor comportamiento, siendo PdSn la muestra sobresaliente entre ellos a esta condición Abstract : This research shows the behavior of bimetallic active phases Pd-Sn, Pd-Ru, Pt-Sn and Pt-Ru supported on carbon Vulcan XC-72R, during ethanol electro-oxidation when the concentration in the electrolyte solution was varied. Catalysts were prepared by polyols reduction method using microwave heating. X-ray Difraction (XRD), x-ray photoelentron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize surface and composition of these active phases on those catalyst. Electrochemical techniques such as, chronoamperometry and cyclic voltammetry were used to determine the behavior in an electrochemical system, varying ethanol concentration from 0 to 3M ethanol, by adding 1M sodium hydroxide. Electrochemical measurements were carried out in a three electrode cell, using reversible hydrogen electrode (RHE), which acts as a reference electrode, glassy carbon and platinum wire, as a working and counter electrodes, respectively. Results showed that when was used an ethanol concentration 2M + 1M sodium hydroxide, catalysts group showed the best overall performance, with PdSn outstanding sample between them at this condition Maestría

En el presente trabajo, se caracterizó un sistema electroquímico mediante el empleo de técnicas de voltametría cíclica y cronoamperometría. Ecuaciones de la electroquímica fundamental como la ecuación de Nernst, ecuación de Cottrell y la ecuación de Tafel fueron empleadas para determinar los parámetros difusionales y cinéticos durante el proceso de deposición de Pd sobre un sustrato de aluminio, utilizando una solución electrolítica de Pd(NH3)4Cl2. Los parámetros calculados fueron el coeficiente de difusión (D), coeficiente de transferencia (α), la velocidad cinética (k0) y la corriente de intercambio (I0). In the present work, electrochemical reaction system was characterized by means of electrochemical techniques of cyclic voltammetry and chronoamperometry. We used equations of basic electrochemistry including the equations of Nernst, Cottrell and Tafel, in order to determine the diffusional and kinetic parameters during the process of deposition of Pd on a substrate of aluminum, using a Pd (NH3)4Cl2 electrolyte solution. The calculated parameters were the diffusion coefficient (D), transfer coefficient (α), kinetic rate (ko), and exchange current (I0).

La velocidad de la reacción a la que se produce la oxidación de uno de los polímeros conductores más estudiados, como es el polipirrol, ha sido investigada mediante técnicas electroquímicas modificando distintos parámetros: electro lito, disolvente y e5pesor de la película, variando en cada estudio tan sólo uno de ellos. A partir de estos valores de velocidad, y siguiendo la ecuación de la cinética química ha sido posible hallar el valor de los coeficientes cinéticos para cada uno de los disolventes y aniones empleados, así como las energías de activación para los distintos espesores. Los resultados obtenidos muestran cómo varía la velocidad de reacción con cada uno de los parámetros anteriores. Asociación de Jóvenes Investigadores de Cartagena, (AJICT). Universidad Politécnica de Cartagena. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial UPCT, (ETSII). Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, (ETSIA), Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT). Escuela de Ingeniería de Caminos, Canales, y Puertos y de Ingeniería de Minas, (EICM). Fundación Séneca, Agencia Regional de Ciencia y Tecnología. Parque Tecnológico de Fuente Álamo. Grupo Aquiline

ARAÚJO, S. X. B.; LOPES, L. G. F. Estudos eletroquímicos e de teoria do funcional da densidade(DFT) de nitrosilocomplexos de rutênio. 2007. 84 f. Dissertação (Mestrado em Química Orgânica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. In this work was performed the study of electrochemical NO release and DFT calculations of nitrosylcomplexes of ruthenium like cis,trans-[Ru(bpy)2LNO]3+, where L= isonicotinamide, imidazole e sulfite, and trans-[Ru(NH3)4LNO]3+, where L= caffeine e theophylline bound by the carbon atom, with the purpose of identify trends and contribute to modulation of new compounds. The electrochemical study of the species has shown that the compounds can release NO after reduction and the rate constant is dependent of the Lligand coordinated to the metallic center. The rates were calculated by double step chronoamperometry and range from 0,183 s-1 for cis-[Ru(bpy)2ImNNO]3+ to3 s-1 for trans-[Ru(NH3)4(theophylline)NO]3+. The DFT study was performed with two functionals, LDA – PWC and GGA – BLYP, to verify the relationship between the theorical calculation conditions and the proximity to the experimental data. The LDA – PWC functional has shown shorter bond lengths and larger charges in NO group and larges NO stretching frequency in FT-IR calculated spectra as well, than the GGA – BLYP functional. The relation between the DFT results and experimental data was good, with linear behavior and r ≈ 0,9. The LDA – PWC gave best fits in the relations. Neste trabalho foi realizado o estudo de liberação de NO por meio de processos eletroquímicos e cálculos de DFT de nitrosilocomplexos de rutênio do tipo cis,trans-[Ru(bpy)2LNO]3+, onde L= isonicotinamida, imidazol e sulfito, e do tipo trans-[Ru(NH3)4LNO]3+, onde L= imidazol, cafeína e teofileno coordenados via carbono, com o objetivo de relacionar propriedades experimentais a resultados de cálculos teóricos para identificar tendências e contribuir para a modulação de novos compostos. O estudo eletroquímico das espécies mostrou que os compostos podem liberar o NO após redução do NO no complexo e que a constante de liberação é dependente do ligante L coordenado ao centro metálico. As constantes foram calculadas pela cronoamperometria de dupla varredura e variaram de 0,183 s-1 para o complexo cis-[Ru(bpy)2ImNNO]3+ a 3 s-1 para o complexo trans-[Ru(NH3)4(teofileno)NO]3+.O estudo por DFT foi realizado com dois funcionais, LDA – PWC e GGA– BLYP, de modo a verificar a relação entre as condições de cálculo e proximidade dos dados obtidos com os resultados experimentais. O funcional LDA – PWC mostrou menores comprimentos de ligação e maiores valores de carga no grupo NO e na banda de estiramento NO no espectro calculado de infravermelho que o funcional GGA- BLYP. Os cálculos de DFT para os complexos mostraram boa correlação quando seus resultados foram comparados a propriedades experimentais dos complexos, em correlações lineares com r ≈ 0,9. O funcional LDA – PWC forneceu as melhores correlações.

Os estudos cronoamperométricos foram motivados pela observação de histerese de corrente nos perfis de redução dos voltamogramas realizados no sistema Sn/bicarnonato, já que é sabido na literatura que a presença de histerese é considerada indicativo de ocorrência de processos de nucleação. A ocorrência de nucleação foi verificada mediante técnica cronoamperométrica quando filmes eletrogerados na região de passivação são reduzidos. Empregando rotinas de análise de mínimos quadrados não lineares, foi obtido o ajuste entre os resultados experimentais e os calculados usando modelos teóricos que descrevem a nucleação eletroquímica. Assim, a eletrorredução do filme formado no extremo inferior da região estudada, pode ser explicada em termos de difusão e nucleação progressiva e crescimento 3-D controlado por transferência de carga. Por outro lado, a redução do filme electrogerado no extremo superior segue o modelo de nucleação progressiva e crescimento 3-D controlado por transferência de carga, com a presença de tempo de indução. A análise da variação dos parâmetros modelísticos com o tamanho do degrau de potencial permitiu estabelecer a influência dos valores das constantes de velocidade paralela e perpendicular à superfície para cada caso experimental. The observation of current hysteresis in the cathodic voltammetric profiles of the Sn/bicarbonate electrochemical system motivated chronoamperometric studies, since it is mentioned in literature the correlation between nucleation processes occurrence and current hysteresis presence. The nucleation occurrence was verified by chronoamperometric techniques when films electrogenerated within the passivation region are reduced. Mathematical adjustment between experimental data and calculated according theoretical modelling, was done by employing non-linear least squares fitting routines. This way, the electroreduction of the film formed at lower potentials can be explained in terms of diffusion and progressive nucleation and 3-D growth controlled by charge transfer. On the other hand, the reduction of the film formed at higher potentials follows the model of progressive nucleation and 3-D growth but with the inclusion of induction time. The analysis of the parametric dependence on potential step, enabled to evaluate the role of parallel and normal rate constants for each experimental case.