Cinética de la reacción de generación de H2 en electrodos de Ni modificados con Ru (exposición oral)

E. A. FRANCESCHINI*; G. I. LACCONI; H. R. CORTI

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica.; 2015

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Cinética de la reacción de generación de H2 en electrodos de Ni modificados con Ru. Esteban A., Franceschini1, Gabriela I., Lacconi2; Horacio R, Roberto1 Departamento de Física de la Materia Condensada, Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica, Av. Gral. Paz 1499 (B1650KNA) San Martín, Buenos Aires, Argentina. 2INFICQ-CONICET, Dto. de Físico-Química ? Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, Ciudad Universitaria, 5000, Córdoba, Argentina. efrances@tandar.cnea.gov.ar Existen numerosos trabajos que demuestran que la actividad electrocatalítica de Ni respecto de la reacción de generación de hidrógeno (HER) puede ser mejorada depositando capas finas de RuO2. El Ru es ampliamente utilizado como activador, no solo por ser más barato que otros metales como Ir, Pt, o Pd, sino también por la facilidad en la formación de óxidos e hidróxidos debido a la descarga de agua [i]. En los últimos años, la síntesis ?electroless? se ha propuesto como una manera rápida y barata para la síntesis de electrodos de níquel modificados con Ru o Ir[ii]. En este trabajo, los catalizadores de Ni/Ru se sintetizaron por vía electroless sumergiendo los electrodos en solución de RuCl3 (1 g/L) y se caracterizaron electroquímicamente. El tiempo de deposición fue modificado con el fin de obtener diferentes cargas de rutenio (500, 1800 y 3600 s de deposición). Se encontró una dependencia del potencial de onset de la HER con el tiempo de deposición. Los electrodos de níquel modificados fueron analizados en una solución alcalina por voltametría de barrido lineal a diferentes velocidades de rotación y temperaturas, voltametría cíclica, EIS, cronoamperometría, de los cuales se realizaron análisis de Tafel y Conway, energías de activación aparente y actividad catalítica hacia la HER. Durante la deposición, el potencial de circuito abierto (OCP) fue monitoreado con el fin de estudiar el proceso de deposición. Se observó una disminución en el potencial de onset de la HER usando tiempos de deposición de rutenio de 500 y 1800 s. El catalizador con 1800 s es casi 5 veces más electroquímicamente activo que el Ni puro a 1,5 V (vs SCE). Adicionalmente, luego del envejecimiento se observó un aumento en la actividad electrocatalítica a -1,5 V (vs SCE), siendo el catalizador (con 1800 s de deposición) envejecido 6,8 veces más activo que el catalizador fresco. Esta tendencia es opuesta a la observada en níquel puro que después del envejecimiento la actividad electrocatalítica es 5,6 veces menor que la observada en Ni fresco. Los valores obtenidos de número de electrones transferidos (n) muestran que en la mayoría de los casos, n es menor que 1 (entre 0,72 y 0,94) y la pendiente de Tafel (en casi todos los catalizadores, similar a -0,130 VDec-1) indicando que el paso limitante de la reacción global es principalmente la reacción Volmer, con alguna contribución de la reacción Heyrovsky. i Esteban A. Franceschini, Gabriel A. Planes, Federico J. Williams, Galo J.A.A. Soler-Illia, Horacio R. Corti, Journal of Power Sources 196 (2011) 1723?1729 ii L. Vázquez-Gómez, S. Cattarin, P. Guerriero, M. Musiani, J. Electroanal. Chem. 634 (2009) 42-48.