Atualmente, as fontes não renováveis de energia são dominantes na matriz energética mundial e causadores de diversas problemáticas ambientais. Consequentemente, a emissão de dióxido de carbono (CO₂) tem atingido níveis alarmantes nos últimos anos, e uma alternativa promissora para diminuir essa emissão está na utilização de CO₂ a partir de sua redução eletroquímica (RRCO₂). Neste cenário, o presente trabalho visa estudar a RRCO₂ em solução neutra de KHCO₃ 0,1 M, saturado de CO₂, utilizando eletrocatalisadores baseados em carbono dopado com nitrogênio contendo ferro (Fe/C-N), preparados com pó de carbono impregnado com diferentes proporções do complexo Fe[2,4,6-Tris(2-piridil)-1,3,5-triazina]₂²⁺ (Fe[TPTZ]₂²⁺), seguido por pirólise, para se obter materiais nitrogenados de carbono com teores de Fe entre 1 a 20% em massa. A caracterização dos materiais foi realizada por análises termogravimétricas (TG), difração de raio X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão (MEV e MET), associados a espectroscopia de energia dispersiva por raios X (EDS); e espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS). Os resultados mostraram que 10% em massa do TPTZ permaneceu na amostra após a pirólise e que a proporção final de Fe após o tratamento acompanha o teor nominal de Fe, observando-se presença de FeN e Fe₃O₄ e confirmando a incorporação de FeN. Os estudos eletroquímicos envolveram a realização de ensaios de voltametria cíclica associados a um eletrodo de disco-anel rotatório (EDAR), para detecção rápida no anel dos produtos da RRCO₂ gerados no disco. A otimização operacional deste sistema visando a estabilização e replicação das medidas foi cumprida utilizando disco de Au e anel de Pt, que envolveu entre outros passos, o tratamento do eletrólito com uma resina trocadora de íons. Os picos dos voltamogramas obtidos no anel de Pt correspondentes aos produtos gerados no disco contendo os catalisadores resultaram deslocados em relação ao do disco de Au e indicaram a formação do íon formiato como produto da RRCO₂. A estimativa da EF demostrou, qualitativamente, melhor desempenho catalítico e maior especificidade ao formiato do material com 1% de Fe.

Currently, non-renewable energy sources, especially fossil fuels, are dominant in the global energy matrix and this is the cause of several environmental problems, one of them being the emission of carbon dioxide (CO₂) that has reached alarming levels in recent years. A promising approach to reduce this emission is the use the CO₂ excess in electrochemical reduction systems to produced value added products. In this scenario, the present work aims to study the CO₂ reduction reaction (CO₂RR), in a neutral solution of KHCO₃ 0,1 M saturated with CO₂. Reaction electrocatalysts are based on nitrogen-doped carbon materials containing iron (Fe/C-N), prepared from carbon powder impregnated with different proportions of the Fe complex Fe[2,4,6-Tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazine]₂²⁺ (Fe[TPTZ]₂²⁺), followed by pyrolysis under N₂ or NH₃ atmospheres, so to obtain nitrided-carbon materials with Fe contents between 1 to 20 wt.% (wt. percent). Characterization of the produced materials was performed by thermogravimetric analysis (TG), X ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), associated with energy dispersive X ray spectroscopy (EDS) and X ray photoelectron spectroscopy (XPS). Results have shown that 10 wt.% of the initial TPTZ content remained in the sample and that a fraction of the nitrogen contained in this product is fixed in the carbon powder atoms network, with contents consistent with the Fe nominal formulations, but also evidencing the presence of FeN and Fe₃O₄. Electrochemical studies involved cyclic voltammetry associated to a rotating ring-disk electrode (RRDE), for rapid detection of RRCO₂ products formed in the disk by the ring. Operational tests of the RRDE system were initially performed using Au disk and Pt. The analysis in the Pt ring of the products generated in the disk containing the catalysts indicates formation of a product different than for the Au disk, and evidenced production of formate ions, instead of CO. The estimated faradaic efficiency demonstrated better performance of the material with 1 wt.% of Fe, with high specificity to the formate product in all cases.