Síntese e caracterização da perovskita LaNiO₃ dopada com Ir e Ru e visando a exsolução para aplicação em reação de evolução de oxigênio
| dc.contributor.advisor1 | Leite, Edson Roberto | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/1025598529469393 | |
| dc.contributor.author | Amaral, Matheus Renan Belphman do | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/8487045733623981 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-9452-5048 | |
| dc.contributor.referee | Cordeiro, Marco Aurélio Liutheviciene | |
| dc.contributor.referee | Gouvêa, Douglas | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/4787678071396324 | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/2698229628494630 | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-06T13:00:36Z | |
| dc.date.issued | 2025-05-28 | |
| dc.description.abstract | The growing concern over the use of renewable and efficient energy sources to replace fossil fuels and mitigate environmental problems in pursuit of a sustainable future is a widely discussed topic. Green hydrogen has emerged as a viable alternative to fossil fuels, as it is a clean, renewable, and energy-efficient resource with potential applications in the energy sector and across various industries. It can be produced through water electrolysis — a process that uses renewable energy to split water molecules and generate hydrogen — making it an environmentally friendly method. The search for new functional materials that combine high stability and efficiency with reasonable cost is essential for advancing renewable energy technologies. Among these, perovskite-type oxides stand out as an important class of materials due to their favorable electronic properties and potential for application in renewable energy systems, particularly in the oxygen evolution reaction (OER), which is a critical step in water electrolysis for green hydrogen production. The perovskite LaNiO₃ is considered a promising candidate for OER applications; however, it presents some instability at the Ni³⁺ active site — a limitation that can be mitigated through targeted doping. Doping and the exsolution of nanoparticles have proven to be effective strategies for stabilizing perovskite structures and enhancing their electrocatalytic activity. This study aims to investigate the electrocatalytic properties of the LaNi₁₋ₓIrₓO₃ and LaNi₁₋ₓRuₓO₃ perovskite series, examining the effects of incorporating Ir⁴⁺ and Ru⁴⁺, as well as the conditions required to promote their exsolution and their impact on OER performance. The perovskite powders were synthesized using the simultaneous precipitation method, followed by a calcination step in an O₂ atmosphere, and then subjected to a thermal treatment in a reducing 5% H₂/N₂ atmosphere to induce the exsolution of Ir and Ru nanoparticles. The samples were characterized in terms of their structural, morphological, and electrochemical properties. | eng |
| dc.description.resumo | A preocupação crescente em utilizar recursos energéticos renováveis e eficientes para substituir os combustíveis fósseis e diminuir os problemas ambientais para um futuro sustentável é um tema muito discutido. O hidrogênio verde surge como uma resposta para os combustíveis fosseis, pois é uma fonte de energia limpa, renovável e energeticamente eficiente, com potencial de aplicação no campo da energia e outras áreas da indústria. O hidrogênio verde pode ser produzido pela eletrólise da água, processo que utiliza energia renovável para realizar a quebra da água e a produção de hidrogênio, sendo um processo limpo. A busca por novos materiais funcionais que combinem alta estabilidade e eficiência com custo razoável é crucial para seu uso aplicações em energia renovável. Os óxidos de estruturas perovskitas emergem como uma classe importante de materiais devido à sua atividade eletrônica e possibilidade de aplicações em áreas de energia renovável, como para reações de evolução de oxigênio (REO), etapa fundamental da eletrólise da água. A perovskita LaNiO3 é um material promissor para aplicação em REO, mas apresenta certa instabilidade no sítio Ni3+, o que pode ser controlado com a dopagem desse sítio. A dopagem e exsolução de nanopartículas tem se mostrando uma estratégia interessante para estabilizar e promover um aumento na atividade eletrocatalítica de perovskitas. Esse trabalho objetiva estudar as propriedades eletrocatalíticas da série de perovskita LaNi1-xIrxO3 e LaNi1-xRuxO3, analisando os efeitos provocados pela adição de Ir4+ e Ru4+, assim como parâmetros para obter sua exsolução e sua influência na REO. As perovskitas foram sintetizadas pelo método de precipitação simultânea, seguido por tratamento térmico em atmosfera de O2 e posteriormente outro tratamento térmico em atmosfera redutora de 5% H2/N2, visando a exsolução das nanopartículas de Ir e Ru. As amostras tiveram sua estrutura, morfologia e propriedades eletroquímicas analisadas. | por |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | |
| dc.description.sponsorshipId | Processo nº 88887.830943/2023-00, CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. | |
| dc.description.sponsorshipId | Processo 170331/2023-7, CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. | |
| dc.identifier.citation | AMARAL, Matheus Renan Belphman do. Síntese e caracterização da perovskita LaNiO₃ dopada com Ir e Ru e visando a exsolução para aplicação em reação de evolução de oxigênio. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24304. | * |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/24304 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.center | Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Reação de evolução de oxigênio | por |
| dc.subject | Eletrocatálise | por |
| dc.subject | Perovskita | por |
| dc.subject | Nanopartículas | por |
| dc.subject | Exsolução | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | |
| dc.subject.ods | 7. Energia limpa e acessível | |
| dc.title | Síntese e caracterização da perovskita LaNiO₃ dopada com Ir e Ru e visando a exsolução para aplicação em reação de evolução de oxigênio | por |
| dc.title.alternative | Synthesis and characterization of Ir- and Ru- doped LaNiO₃ perovskite aiming at exsolution for application in the oxygen evolution reaction | eng |
| dc.type | Dissertação |
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