Desenvolvimento e otimização de sistema eletroquímico assistido por micro-ondas

dc.contributor.advisor1Souza, Ernesto Chaves Pereira de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1505400360366643
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1058-302X
dc.contributor.authorRamos Ribeiro Neto, João Francisco
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/9740498200156445
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0000-9666-6509
dc.contributor.refereeChierici Lopes, Mauro
dc.contributor.refereeSitta, Elton Fabiano
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9184566860150155
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4326476348284298
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7158-9292
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-3181-0076
dc.date.accessioned2025-12-03T12:13:11Z
dc.date.issued2025-08-26
dc.description.abstractIn this work, the assembly of an electrochemical system coupled to a conventional microwave oven was optimized to investigate its feasibility for reproducible microwave-assisted electrochemistry. The study addressed the influence of the main system variables, such as the height of the electrode inside the microwave cavity, the electrolyte concentration, and the solution temperature, on the variation of the open-circuit potential during 7 s microwave pulses. The cleanliness of the system components was verified by cyclic voltammetry, and the solution resistance was evaluated by EIS. Several tools were specifically developed for this system, including custom-machined Teflon flow tubes and a laser positioner with magnetic mounting. The experiments performed using a 23 factorial design were successful mainly due to the reduction of the microwave oven’s input voltage, which prevented electrical arcing that previously damaged the system. The results showed that electrode height and electrolyte concentration are significant factors in the electrochemical response, contributing to a localized increase in temperature at the electrode surface. Comparison with computational simulations confirmed the validity of the experimentally observed trends, aligning with previous findings and demonstrating the effectiveness of the system in providing localized thermal assistance during electrochemical experiments. This study opens new possibilities for the application of microwaves in electrochemistry, presenting a simpler and more reproducible assembly method compared with those previously described in the literature.eng
dc.description.resumoNeste trabalho, a montagem de um sistema eletroquímico acoplado a um forno de micro-ondas convencional foi otimizada para investigar sua viabilidade na assistência eletroquímica de forma reprodutível. O estudo abordou a influência das principais variáveis do sistema, como a altura do eletrodo dentro da cavidade do micro-ondas, a concentração do eletrólito e a temperatura da solução na variação do potencial de circuito aberto durante pulsos de micro-ondas de 7 s. Foram verificadas a limpeza dos componentes do sistema via voltametria cíclica e sua resistência de solução via EIS. Algumas ferramentas foram desenvolvidas especificamente para este sistema, incluindo tubos de fluxo de Teflon usinados sob medida e um posicionador a laser com fixação magnética. Os experimentos feitos em planejamento fatorial 23, tiveram êxito principalmente pela redução da tensão de entrada do forno de micro-ondas, que evitou arcos elétrico que danificavam o sistema. Os resultados mostraram que a altura do eletrodo e a concentração do eletrólito também são os fatores significativos na resposta eletroquímica, contribuindo para um aumento localizado da temperatura na superfície do eletrodo. A comparação com simulações computacionais confirmou a validade das tendências observadas experimentalmente, alinhando-se com descobertas anteriores e demonstrando a eficácia do sistema na assistência térmica localizada durante experimentos eletroquímicos. Este estudo abre novas possibilidades para a aplicação de micro-ondas na eletroquímica, apresentando um método de montagem mais simples e reprodutível em comparação com os anteriormente descritos na literatura.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationRAMOS RIBEIRO NETO, João Francisco. Desenvolvimento e otimização de sistema eletroquímico assistido por micro-ondas. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23126.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23126
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectSistema eletroquímicopor
dc.subjectMicro-ondaspor
dc.subjectPotencial de circuito abertopor
dc.subjectPlanejamento fatorialpor
dc.subjectAquecimento localizadopor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleDesenvolvimento e otimização de sistema eletroquímico assistido por micro-ondaspor
dc.title.alternativeDevelopment and optimization of a microwave-assisted electrochemical systemeng
dc.typeDissertação

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