Estudio de Electrodos de Hidróxido de Níquel Empleados en Baterías Mediante Espectrocopia de Imedancia”

S. G. REAL; E. B. CASTRO; D. BACKER; G. GARAVENTTA; A. VISINTIN

Tandil, Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

Asociación Argentina de Fisicoquímica y Química Inorgánica

El electrodo de níquel resulta de importancia en variadas aplicaciones y en particular por su empleo como electrodo positivo en baterías alcalinas del tipo níquel-cadmio, níquel-hierro, níquel-cinc, níquel-hidrógeno y níquel-metal hidruro. Dicho electrodo presenta destacadas propiedades tales como alta densidad de potencia, buena ciclabilidad y elevada energía específica, lo cual lo hace único para estas aplicaciones. El almacenamiento electroquímico de energía en dicho electrodo se basa en las características reversibles de la cupla redox hidróxido/oxhidróxido de níquel. Si bien se han realizado muchos estudios relacionados a este material de electrodo, existen numerosos factores relacionados al funcionamiento de estas baterías que aún no han sido esclarecidos, como el efecto del cambio de estructuras del hidróxido de níquel, y el fenómeno de “muerte súbita de la batería” que producen problemas serios, principalmente en usos espaciales. Se prepararon electrodos de hidróxido de níquel por electrodeposición en sustratos de níquel con baja y alta porosidad, se realizó la caracterización de los mismos utilizando impedancia electroquímica y SEM, para distintos estados de descarga del material de electrodo a fin de correlacionar sus propiedades electroquímicas de acuerdo al modelo fisicoquímico desarrollado en el laboratorio. El modelo considera tanto los procesos de carga y descarga y de difusión del protón en el sólido, como también la naturaleza porosa del material. Se intenta así avanzar en el conocimiento del funcionamiento del material de electrodo mediante el ajuste de los espectros de impedancia de acuerdo al modelo y la identificación paramétrica que permite determinar valores asociados a variables tales como: área de material activo, coeficiente de difusión del H+, conductividad del sólido y constantes cinéticas del proceso de transferencia de carga, en función del estado de descarga, los cuales son de relevancia en la optimización del diseño del electrodo de hidróxido de níquel.