MnOx/C composites as electrode materials. I. Synthesis, XRD and cyclic voltammetric investigation

Bezdička, Petr; Grygar, Tomáš Matys; Klápště, Břetislav; Vondrák, Jiřı́

doi:10.1016/s0013-4686(99)00287-x

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“…Os perfis voltamétricos observados são característicos de uma mistura de óxidos de Mn e são muito similares àqueles encontrados na literatura. [19][20][21] Comparando-se as curvas voltamétricas para os eletrocatalisadores constituídos de óxidos de manganês com as obtidas por Lima et al, 17 …”

Section: Caracterização Eletroquímicaunclassified

Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

Rascio¹,

Souza²,

Neto³

et al. 2010

Quím. Nova

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Recebido em 12/3/09; aceito em 6/10/09; publicado na web em 2/3/10 USE OF MANGANESE OXIDES RECOVERED FROM SPENT BATTERIES IN ELECTROCATALYSIS OF OXYGEN REDUCTION REACTION IN ALKALINE MEDIUM. The oxygen reduction reaction was studied in alkaline media using manganese oxides obtained from spent batteries as electrocatalysts. Three processes were used to recover manganese oxides from spent batteries. The particles obtained were in the range from 8 to 11 nm. The electrochemical experiments indicated a good electrocatalytic activity toward oxygen reduction using the different samples and showing approximately a direct transference of 4 electrons during the process. Even though all the processes were efficient, the best result was observed for the prepared sample using reactants of low cost.Keywords: manganese oxide; oxygen reduction; battery metal recovery. INTRODUÇÃOVários dispositivos que são utilizados no dia a dia, como máquinas térmicas, motores de combustão interna, caldeiras industriais, dentre outras, utilizam combustíveis de origem fóssil como fonte de energia. A utilização deste tipo não renovável de energia produz grandes quantidades de poluentes, destacando-se CO 2 , CO, NO x , SO x , hidrocarbonetos e materiais particulados, que são responsáveis por boa parte dos problemas ambientais, tais como o efeito estufa e a chuva ácida.Com o crescente avanço da tecnologia surgiu também nos últi-mos anos uma grande necessidade por fontes portáteis de energia. No Brasil são produzidas anualmente cerca de 3 bilhões de unidades de pilhas e baterias para suprir esta necessidade.1 Segundo dados da ABINEE (Associação Brasileira da Indústria Eletroeletrônica) a porcentagem de pilhas alcalinas vendidas no Brasil representa cerca de 30% do total das vendas no mercado. Em contrapartida, as pilhas alcalinas dominam o mercado nos EUA por durarem cerca de seis vezes mais que as pilhas de zinco-carvão. 1As pilhas citadas acima após seu esgotamento energético são descartadas, tendo por destinos finais locais inadequados. Isto causa grandes impactos ambientais, principalmente relacionados à poluição de lençóis freáticos pela contaminação de metais pesados como o manganês, reconhecidamente um dos principais componentes deste tipo de pilha. 2Este metal, presente na forma de óxidos nas pilhas, pode ser recuperado e empregado no uso e desenvolvimento de células a combustível como eletrocatalisador para a reação de redução do oxigênio. Esta reação impõe grandes limitações para o desenvolvimento de células a combustível, 3 que são uma boa opção na substituição das atuais fontes de energia, podendo satisfazer tanto as necessidades energéticas supridas pelos combustíveis fósseis como para aplicação em dispositivos portáteis que utilizam pilhas e baterias.A reação de redução de oxigênio (RRO) é uma reação multieletrônica que inclui algumas etapas elementares em seu mecanismo. Esta transformação química ocorre segundo dois mecanismos globais bastante discutidos na literatura: o mecanismo direto (4 elétrons, Figura 1 -I) e, o mecanismo de fo...

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Section: Caracterização Eletroquímicaunclassified

Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

Rascio¹,

Souza²,

Neto³

et al. 2010

Quím. Nova

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“…The manganese oxide nanoparticles were chemically deposited onto the carbon substrate as follows [10,11]: 4 g of carbon was mixed with a 70 cm 3 (mL) of an aqueous solution containing 10 mmol (mM) of MnSO 4 (Aldrich). The suspension was maintained at a controlled temperature (80°C) for 20 min under magnetic stirring, in order to allow impregnation of the carbon by manganese sulphate.…”

Section: Synthesis Of Mno X /C Materialsmentioning

confidence: 99%

“…Carbon-supported manganese oxides nanoparticles were found to exhibit good ORR activity in alkaline media [9][10][11][12][13]. In addition the doping of MnO x /C by the divalent ions Ni II , Mg II or Ca II , was found to be extremely promising, since the Me-MnO x /C catalysts exhibited ORR activity close to that of a benchmark Pt/Vulcan XC72 from E-Tek [12,13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Carbon-supported manganese oxide nanoparticles as electrocatalysts for oxygen reduction reaction (orr) in neutral solution

Roche

Scott

2008

J Appl Electrochem

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Manganese oxides (MnO x ) catalysts were chemically deposited onto various high specific surface area carbons. The MnO x /C electrocatalysts were characterised using a rotating disk electrode and found to be promising as alternative, non-platinised, catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) in neutral pH solution. As such they were considered suitable as cathode materials for microbial fuel cells (MFCs). Metal [Ni, Mg] ion doped MnO x /C, exhibited greater activity towards the ORR than the un-doped MnO x /C. Divalent metals favour oxygen bond splitting and thus orientate the ORR mechanism towards the 4-electron reduction, yielding less peroxide as an intermediate.

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“…For example, the general behavior of Prussian Blue (iron hexacyanoferrate) is very similar when it is studied with carbon paste electroactive electrode (CPEE), VMP, and a thin film electrode [13]. Similarly, there is good agreement between redox cycling of MnO 2 using VMP and the compact-electrode method [14], but the VMP measurement is ten to a hundred times faster. In the voltammetry of organic microparticles, redox reactions can be either destructive, i.e., leading to a dissolution of the particle, or not, depending on the solubility of the reaction products [15].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Solid State Electrochemical Oxidation Mechanisms Of Morin in Aqueous Media

Janeiro

Oliveira-Brett

2005

Electroanalysis

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The mechanism of electrochemical oxidation of morin has been studied using cyclic, differential pulse and squarewave voltammetry techniques in aqueous electrolyte with solid, insoluble morin hydrate mechanically transferred to a glassy carbon electrode surface, over a wide pH range. The oxidation mechanism proceeds in sequential steps, related with the hydroxyl groups in the three aromatic rings and the oxidation is pH dependent over part of the pH range the oxidation potentials are shifted to lower values with increasing pH. Oxidation of the 2',4'dihydroxy moiety at the B ring of morin occurs first, at very low positive potentials, and is a one electron one proton reversible reaction. The hydroxyl groups oxidized at more positive potentials were shown to undergo an irreversible oxidation reaction.

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MnOx/C composites as electrode materials. I. Synthesis, XRD and cyclic voltammetric investigation

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Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

Carbon-supported manganese oxide nanoparticles as electrocatalysts for oxygen reduction reaction (orr) in neutral solution

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