Estudio teórico-experimental de composites de Ni/MoS2 para la generación electroquímica de Hidrógeno (oral)

A.LOIACONO; M. GÓMEZ; G. LACCONI; MARCELO M. MARISCAL; F. NEGREIROS; J. OLMOS-ASAR; E. FRANCESCHINI

Congreso; XXV Congreso de la Sociedad Iberoamericana deElectroquímica; 2022

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

El hidrógeno es un vector de energía que puede ser utilizado para almacenamiento y distribución energética. Es de particular interés el producido por vía de la electrolisis de agua con fuentes de energía renovables ya que no genera emisiones de CO2 [1]. La electrolisis de agua en medio alcalino permite la utilización de metales no nobles de electrodo como níquel. Esto tiene como ventaja un menor costo de los materiales utilizados pero como desventaja, una desactivación o disminución de la actividad de los electrodos. Por este motivo se plantea la utilización de materiales híbridos con una actividad incrementada para la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER) [2]En este trabajo se sintetizaron 2 electrodos híbridos diferentes de base níquel con una capa muy delgada de MoS2: NSM y NSMN representados en la Figura 1. Estos se compararon con un electrodo convencional de Ni-Watts. A pesar de llevar una cantidad muy baja de MoS2, 0,1425 µg cm-2, los electrodos alcanzaron una densidad de corriente en medio alcalino a temperatura ambiente de 59% y 113% mayor respecto al Ni Watts, respectivamente.Además de las caracterizaciones electroquímicas y espectroscópicas se realizaron estudios de Teoría del Funcional de Densidad (DFT). En estos cálculos se encontró una transferencia de carga entre el MoS2 y el níquel, que se ve incrementada con la adición de la capa de níquel superior del electrodo NMSN en acuerdo con los resultados electroquímicos. A su vez el MoS2 tiene un efecto hidrofóbico que tiene un rol en el área electroquímicamente activa. Figura 1: Esquema de los electrodos y su interacción con agua en una representación dedinámica molecular Ab initio. En conclusión, se exhiben dos hibridos de níquel con una cantidad muy baja de MoS2 cuyas posibles estructuras se analizaron mediante DFT. Estos materiales maximizan la interacción y la actividad electrocatalítica para la HER. Además son de bajo costo y estables en el tiempo en las condiciones medidas; medio alcalino y temperatura ambiente.Referencias [1] Goto et al. Joule. 2 (2018) 509-520[2]Loiacono et al. J. Phys. Chem. C 125 (2021), 18640−18652