REACCIÓN DE EVOLUCIÓN DE HIDRÓGENO EN ELECTRODOS POROSOS DE Pb/CARBÓN. MEDIDAS IN SITU MEDIANTE DEMS.

TOMAS MONDINO; GONZALO GARCIA; ELENA PASTOR; FERNANDO G. FUNGO; GABRIEL A. PLANES

LA PLATA

Congreso; XXI CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUÍMICA Y QUÍMICA INGORGÁNICA; 2021

UNIVERSIDAD DE LA PLATA - AAIFQ

IntroducciónLa incorporación de materiales de carbón en el ánodo de una batería de Pb-ácido (BPA) aumenta considerablemente la aceptación de carga dinámica de la batería, como también la reducción de la sulfatación del ánodo, aumentando así la vida útil de la misma. La limitación para la incorporación de elevadas cantidades de carbón es la reacción de evolución de hidrógeno (REH) [1]. Las técnicas reportadas para medir de REH en ánodos de BPA (voltamperometría de barrido lineal, corrientes en el estado estacionario, impedancia electroquímica y técnicas volumétricas [2,3]) tienen limitaciones que condicionan los estudios de procesos fundamentales de electrodo. En este trabajo se presenta una configuración de espectrometría diferencial de masas electroquímica (DEMS) para estudiar la REH en electrodos porosos Pb/Carbón. La configuración consta básicamente de un electrodo (soporte) de Pb metálico que contiene un orificio, al cual se le incorpora una pasta elaborada con PbO (Aldrich), un 1% p/p de carbón, y agua hasta lograr una consistencia adecuada. Posteriormente se realiza la reducción potenciostática del PbO. En esta configuración se realizan barridos de potencial a 1 mV s-1 en una solución 5 M de H2SO4, y se evalúa simultáneamente la corriente faradaica (electrones), y la corriente iónica para m/z=2, correspondiente al H2. ResultadosLos resultados obtenidos muestran que tanto la corriente iónica como la corriente faradaica debido a la REH aumenta con la incorporación de carbón en el electrodo. Se observa que la corriente iónica normalizada (por capacidad de doble capa) es una forma más apropiada de evaluar el efecto del carbón en el electrodo Pb/Carbón. Por otro lado, a partir del cálculo de la constante de celda se encuentra una muy buena correlación entre la señal de m/z=2 y la corriente faradaica para un amplio intervalo de potencial, mostrando que es posible la cuantificación de la REH sobre electrodos masivos con estructura porosa, tales como los empleados en baterías comerciales.ConclusionesA partir de los resultados obtenidos se puede concluir que la nueva configuración DEMS es apropiada para monitorear in-situ la REH en electrodos Pb/Carbón. La técnica arroja valores de corriente absolutos y específicos para la RHE, lo que permite medir con precisión las propiedades catalíticas de cada material.