O peróxido de hidrogênio (H₂O₂) é um composto químico com ampla gama de aplicações industriais, comerciais e domésticas. Porém, sua principal forma de produção em larga escala não é ambientalmente amigável e aponta sérias limitações logísticas e de segurança com base no seu manuseio e armazenamento, fato que tem impulsionado a busca por novas tecnologias eficientes capazes de produzir o H₂O₂ próximo ao local de aplicação/consumo. Visto como uma tecnologia alternativa viável, dispositivos eletroquímicos que utilizam a Reação de Redução do Oxigênio (RRO) via transferência de dois elétrons para eletrogerar H₂O₂ in situ têm recebido enorme atenção nos últimos anos. No entanto, um dos grandes obstáculos para a implementação dessa tecnologia eletroquímica é o desenvolvimento de materiais catalisadores eficientes e duráveis. Portanto, este presente trabalho visou desenvolver, aplicar e avaliar catalisadores a base de materiais carbonosos modificados com nanopartículas de ouro (Au) para a eletrogeração de H₂O₂. Foram produzidos nanocompósitos a base de nanopartículas de Au suportadas em diferentes materiais carbonosos funcionalizados com oxigênio e/ou nitrogênio. Os nanocompósitos produzidos foram caracterizados físico-quimicamente pelas técnicas de: análise elementar CNHS/O, análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e de transmissão (TEM), difração de raios X (XRD), espectroscopias de impedância eletroquímica (EIS) e de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). A performance eletrocatalítica e a seletividade para a eletrogeração de H₂O₂ dos eletrocatalisadores sintetizados foram avaliadas por meio de ensaios eletroquímicos hidrodinâmicos utilizando as técnicas de voltametria cíclica e voltametria de varredura linear utilizando eletrodos de disco e anel rotatórios (RRDE). Os resultados da caracterização físico-química foram correlacionados com o desempenho eletrocatalítico dos materiais sintetizados, onde o resultado mais eficiente foi relacionado ao nanocompósito carbono amorfo do tipo Printex XE2B modificado com nanopartículas de Au (CPXE2B/Au), que apresentou significativa melhora na seletividade em relação a sua matriz pura na eletrogeração de H₂O₂ e se apresentou como o material mais eletrocatalítico. O desempenho superior apresentado pelo catalisador CPXE2B/Au foi correlacionado à sua alta área superficial e a presença de grupos funcionais oxigenados do tipo carboxila presentes no suporte carbônico, capazes de levar à alta dispersibilidade das nanopartículas de Au e reduzida resistência à transferência de carga.

Hydrogen peroxide (H₂O₂) is a chemical compound with a wide range of industrial, commercial, and domestic applications. However, its main form of large-scale production is not environmentally friendly and poses serious logistical and safety limitations based on its handling and storage, a fact that has driven the search for new efficient technologies capable of producing H₂O₂ near the place of application/consumption. Seen as a viable alternative technology, electrochemical devices that utilize the Oxygen Reduction Reaction (ORR) via two-electron transfer to electrogenerate H₂O₂ in situ have received enormous attention in recent years. However, one of the major obstacles for the implementation of this electrochemical technology is the development of efficient and durable catalyst materials. Therefore, this present work aimed to develop, apply and evaluate catalysts based on carbonaceous materials modified with gold (Au) nanoparticles for H₂O₂ electrogeneration. Au nanoparticle-based nanocomposites supported on different carbonaceous materials functionalized with oxygen and/or nitrogen were produced. The produced nanocomposites were physically and chemically characterized by the following techniques: elemental analysis CNHS/O, thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and X-ray excited photoelectron spectroscopy (XPS). The electrocatalytic performance and selectivity for H₂O₂ generation of the synthesized electrocatalysts were evaluated by means of hydrodynamic electrochemical tests using the techniques of cyclic voltammetry and linear scanning voltammetry using rotating disk and ring electrodes (RRDE). The results of the physicochemical characterization were correlated with the electrocatalytic performance of the synthesized materials, where the best result was related to the Printex XE2B amorphous carbon nanocomposite modified with Au nanoparticles (CPXE2B/Au), which presented significant improvement in selectivity in relation to its pure matrix in H₂O₂ electrogeneration and presented itself as the most electrocatalytic material. The superior performance presented by the CPXE2B/Au catalyst was correlated to its high surface area and the presence of carboxyl-type oxygenated functional groups present in the carbon support, capable of leading to high dispersibility of Au nanoparticles and reduced charge transfer resistance.