Síntesis de Electrocatalizadoresde NiCo-TiO2 para Mayor Eficiencia de Desprendimiento De Hidrógeno En Medio Alcalino

GOMEZ, MELISA JULIETA; BENAVENTE LLORENTE, VICTORIA; FRANCESCHINI, ESTEBAN ANDRÉS; LACCONI, GABRIELA INÉS

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA

IntroducciónLa necesidad de desarrollar nuevos materiales para la transición hacia una economía sin carbono ha motivado a la comunidad científica a explorar alternativas sustentables. Es así como el hidrógeno se convierte en un excelente candidato, que puede utilizarse como combustible químico de alta densidad, generando únicamente agua como producto final. En este trabajo fue posible unificar dos enfoques que pretenden mejorar la actividad catalítica de los electrocatalizadores para la generación de hidrógeno, HER (del inglés, hydrogen evolution reaction) como son el uso de aleaciones y de materiales compuestos. Se pudieron sintetizar electrodos de NiCo-TiO2 con dos diferentes cargas de TiO2 (1 y 3 g/L). Estos materiales se analizaron mediante métodos estructurales y electroquímicos en busca de que la combinación de las dos estrategias (aleaciones y materiales compuestos) permita obtener mejores propiedades catalíticas que las encontradas cuando se utiliza cada estrategia por separado. Resultados y ConclusionesSe sintetizaron electrodos de NiCo-TiO2 a partir de la modificación de un baño de Watts con 10,9 g/L CoSO4?7H2O y dispersiones de 1 y 3 g/L de TiO2. Aplicando una densidad de corriente de -0,05 Acm-2 a 328 K por 45 min. Los compuestos de NiCo-TiO2 presentaron una mayor actividad catalítica para HER durante las caracterizaciones cronoamperométricas, en comparación con los catalizadores de NiCo y Ni-TiO2, sintetizados con el mismo método. Experimentos de cronoamperometría fueron realizados a -1,5 VSCE durante 4 h a 298 K en KOH 1 M. Se encontraron importantes procesos de activación de los electrodos de NiCo-TiO2 tras su envejecimiento por cronoamperometría, llegando a aumentar hasta un 90% la densidad de corriente de generación de hidrógeno. El rendimiento aumenta también cuando se mide su actividad catalítica a 323 K en comparación al obtenido a 298 K.Este material presenta además, un menor coeficiente de desactivación en las dos proporciones de TiO2 (1 y 3 g/L) respecto a la aleación de NiCo, evidenciando una alta estabilidad. Esto también se sustenta con los resultados obtenidos por espectroscopía Raman donde no se observa la formación de óxidos y/o hidróxidos de Ni y Co.El catalizador de NiCo-TiO2 preparado con una concentración de 1 g/L presentó el mejor rendimiento para la HER en medio alcalino. El desarrollo de estos nuevos materiales abre una nueva gama de combinaciones aumentando la sinergia y maximizando el uso de las propiedades del material.