Nanoestructuras híbridas de XrGO MoS2 (X = N, S) con actividad electrocatalítica para el desprendimiento de hidrógeno

FIORAVANTI, F.; MARTÍNEZ, S.; DELGADO, S.; GARCÍA, G.; PASTOR, E.; LACCONI, G.

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados-NANO 2022; 2022

Nanoestructuras híbridas de XrGO-MoS2 (X = N,S) con actividad electrocatalítica para eldesprendimiento de hidrógenoFioravanti, Federico(1)*; Martínez, Sthephanie(2); Delgado, Stefan(2); García, Gonzalo(2); Pastor, Elena(2); Lacconi, Gabriela(1)(1) 1INFIQC-CONICET, Dpto. de Fisicoquímica – Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, Ciudad Universitaria, 5000 Córdoba, Argentina.(2) 2Instituto Universitario de Materiales y Nanotecnología, Departamento de Química, Universidad de La Laguna (ULL), PO Box 456, 38200, La Laguna, Santa Cruz de Tenerife, España.*correo electrónico: federico.fioravanti@unc.edu.arLos catalizadores económicamente adecuados y energéticamente eficientes son requeridos para la aplicación sustancial en la producción y almacenamiento de energía renovable. Sin embargo, el alto costo y la inestabilidad de los catalizadores basados en metales nobles son una preocupación importante en su uso sostenible. Por lo tanto, las nanoestructuras electroactivas sin metales nobles están reemplazando rápidamente los catalizadores convencionales (Pt, RuO2, IrO2, etc.), en celdas para electrólisis de agua [1].En este trabajo se emplean nanoestructuras híbridas obtenidas por ensamble de láminas de óxido de grafeno reducido funcionalizadas con nitrógeno y azufre (XrGO) y escamas de MoS2. La promoción de la superficie catalítica activa en electrodos es evaluada con la reacción de desprendimiento de hidrógeno (RDH) en medio ácido.Las dispersiones de los nanomateriales híbridos fueron sintetizadas mediante métodos hidrotérmicos de reducción de GO con diferentes agentes precursores (citrato de sodio, cafeína y tiocianato de amonio), con la adición posterior de alícuotas de la dispersión comercial de MoS2. La caracterización integral mediante SEM-EDS, DRX, XPS, ATR-FTIR y microscopía Raman, evidencian la conformación del híbrido. El rendimiento electrocatalítico frente a la RDH ha sido evaluado mediante voltametría cíclica (VC), voltametría de barrido lineal (VL) y espectrometría de masas diferencial electroquímica (DEMS) en H2SO4 0.5 M [2]. La presencia de los heteroátomos en la estructura grafénica y, en particular, la introducción de pequeñas cantidades de MoS2 en el material catalítico, revelan una notable activación de la respuesta electroquímica de formación de hidrógeno molecular en medio ácido (Figura 1). La corriente de hidrógeno a -0,65 V (vs RHE)obtenida en el híbrido SN2-rGO/MoS2 es un orden de magnitud mayor que la registrada con MoS2.REFERENCIAS1. Benck, J., Hellstern, T., Kibsgaard, J., Chakthranont, P., Jaramillo, T. ACS Catal. 4 (2014) 3957–3971.2. Díaz-Coello, S., Afonso, M.M., Palenzuela, J.A., Pastor, E., García, G. J. Electroanal. Chem. 898 (2021) 115620.