DISEÑO DE CATALIZADORES HÍBRIDOS DE NIQUEL-TiO2 y NIQUEL- Nb2O5, PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO ELECTRO- Y FOTOELECTROQUÍMICO

ESTEBAN A. FRANCESCHINI; SCAIANO, JUAN C.; LANTERNA, ANABEL E.; GABRIELA I. LACCONI; MELISA J. GOMEZ; HAINER, ANDREW

San Miguel de Tucuman

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

AAIFQ

IntroducciónEl hidrógeno generado por electrólisis ha adquirido relevancia en el desarrollo de vectores de energías renovables, ya que su producción a partir de agua no genera subproductos contaminantes y permite obtenerlo en una pureza elevada.El uso de níquel para la producción de hidrógeno en electrocatalizadores en medio alcalino, está ampliamente difundido gracias a su alta taza de producción, su bajo costo y su estabilidad en el medio. La combinación de níquel con partículas de otros materiales tales como TiO2 ó Nb2O5, permiten obtener electrodos híbridos que reúnen las características conductoras del metal y que a su vez, tienen la capacidad de absorber luz por ser semiconductores, resultando electrodos aptos para producir hidrógeno de manera electro- y foto-electroquímica [1].Resultados y ConclusionesSe sintetizaron electrodos híbridos Ni@TiO2 y Ni@Nb2O5 sobre acero AISI 317 a través de la electrodeposición de Ni a corriente constante, con el tradicional baño de Watts modificado con partículas de los semiconductores (0.3% P/V endispersión).Las caracterizaciones estructurales y superficiales SEM, EDS, DRX, microscopía Raman) muestran diferentes morfologías, composición y dispersión superficial para los distintos electrodos híbridos.La evaluación de su actividad electrocatalítica para la reacción de desprendimiento de hidrógeno fue realizada mediante voltametría cíclica, realizando barridos entre 0.1 y -1.5 V vs ECS a 25°C en K2CO3 0,5M. Un incremento considerable de 21% y 34% en la corriente de desprendimiento de hidrógeno a -1.5 V vs ECS comparada con los valores de níquel puro, fue registrado para ambos electrodos de Ni@TiO2 y Ni@Nb2O5, respectivamente, mientras que el incremento de fotocorriente (UVA y visible) fue 5.3% y 8.8% adicional.Respecto de la composición de los electrodos, se comprobó que valores 1-2% en moles de TiO2 son óptimos para la producción electroquímica de hidrógeno, pero el desempeño del electrodo decrece con el aumento del porcentaje de semiconductor. Sin embargo, cuando se combina la aplicación de un potencial con la iluminación de los electrodos, el incremento en la producción de hidrógeno se favorece cuando el porcentaje de óxido es mayor, encontrando el mejor rendimiento para un contenido del 7% TiO2. Resultados de análisis electroquímicos realizados mediante barridos potenciodinámicos, también demuestran un comportamiento análogo de los electrodos Ni@Nb2O5.