Desarrollo de electrocatalizadores para conversión y almacenamiento de energía

Abstract

Dentro del amplio marco de la electrocatálisis aplicado al desarrollo de sistemas de conversión y almacenamiento de energía, esta Tesis trata sobre el desarrollo de nuevos materiales de electrodo para sistemas de electrólisis de agua operando en medio alcalino, más específicamente, materiales a base de cobalto para ser utilizados como ánodos eficientes para la reacción de desprendimiento de oxígeno. En el Capítulo 2 se analizan las diferencias existentes entre los materiales cristalinos y amorfos, y se presentan los conceptos generales para la selección de los electrocatalizadores. En el Capítulo 3 se resume la parte experimental de las tareas realizadas, mostrando esquemas de los electrodos y celdas, haciendo referencia a los instrumentos utilizados. Los fundamentos de las técnicas electroquímicas y de los métodos físicos de caracterización se presentan en forma concisa. En los Capítulos 4 y 5 se describe la formación de películas de óxidos por aplicación de tratamientos electroquímicos, detallándose el método de preparación de las capas de óxidos y su posterior caracterización por medio de técnicas electroquímicas y otros métodos físicos complementarios. Los sustratos empleados en las experiencias del capítulo 4 fueron cobalto policristalino y muestras de cobalto amorfo. Por otra parte, Las superficies ensayadas en las pruebas descriptas en el capítulo 5 fueron aleaciones amorfas de cobalto - níquel, tanto comerciales y como otras obtenidas por deposición autocatalítica. En el Capítulo 6 se proponen mecanismos para interpretar la formación de las películas de óxidos, generadas por aplicación de técnicas electroquímicas sobre las distintas superficies obtenidas, fundamentados en las evidencias experimentales descriptas en los capítulos 4 y 5. En el Capítulo 7 se evalúa el comportamiento en operación de las distintas superficies, probando su actividad catalítica para la reacción de desprendimiento de oxígeno en medio alcalino. Los electrodos ensayados corresponden a los materiales descriptos en los capítulos 4 y 5. Se hace mención, además, a distintos métodos de determinación de áreas superficiales activas de electrocatalizadores. En el Capítulo 8 se describe el estudio de la cinética de la reacción de desprendimiento de oxígeno sobre las aleaciones de cobalto - níquel amorfas sometidas a los tratamientos electroquímicos descriptos en el capítulo 5. En el Capítulo 9 se presentan las conclusiones generales de este trabajo de Tesis.